Hvad er elektrisk ledningsevne?

Hvad er elektrisk ledeevne?

Definitionen af ledeevne

Denne egenskab bestemmer, hvor let strømmen kan flyde gennem ledningen. Som vi alle ved, er modstand en egenskab hos en ledning, der modvirker strøm, der flyder igennem den. Dette betyder, at ledeevnen er det reciprokke tal til modstanden. Generelt udtrykkes ledeevnen som

Definitionen af ledeevne

Ledeevne defineres som materialets evne til at føre elektrisk strøm og bestemmes af dets specifikke egenskaber.

Fortolkning af energibåndteori

Elektronerne i det yderste orbital af atomet er mindst tiltrukket. Så det yderste atom kan nemt separeres fra forældreatomet. Lad os forklare detaljerne med en teori.

Når mange atomer er samlet sammen, udsættes elektronerne i ét atom for kræfter fra andre atomer. Effekten er mest udtalt i de yderste baner. På grund af denne kraft bliver de veldefinerede energiniveauer i isolerede atomer nu bredet ud til energibånd. På grund af dette fænomen dannes normalt to bånd, nemlig valensbånd og konduktionsbånd.

Metaller

I metaller forårsager tæt pakket atomer, at elektronerne udsættes for kræfter fra nærliggende atomer, hvilket bringer valens- og konduktionsbåndene tæt på hinanden eller endda overlapper dem. Med meget lidt energiinput fra varme eller elektricitet bevæger elektronerne sig til højere energiniveauer og bliver frie elektroner. Når de forbinder til en strømforsyning, flyder disse frie elektroner til det positive terminal, hvilket genererer en elektrisk strøm. Metaller har en høj densitet af frie elektroner, hvilket gør dem til fremragende ledere med høj elektrisk ledeevne.

Halvledere og isolatorer

I et halvleder er valens- og konduktionsbånd adskilt af en forbudt kløft af tilstrækkelig bredde. Ved lave temperaturer har ingen elektroner nok energi til at bebo konduktionsbåndet, så ingen ladningsbevægelse er mulig. Men ved rumtemperatur er det muligt for nogle elektroner at give nok energi og foretage en overgang til konduktionsbåndet. Ved rumtemperatur er elektronerne i konduktionsbåndet ikke så tæt pakket som i metal, så de kan ikke føre strøm lige så godt som metaller. Halvledere er ikke lige så ledbare som metaller og ikke lige så ledbare som elektriske isolatorer. Derfor kaldes denne type materiale for et halvleder - altså halvleder.