چیست رسانایی الکتریکی؟
تعریف رسانایی
این ویژگی تعیین میکند که جریان به آسانی از طریق رسانا چگونه حرکت میکند. همانطور که همه میدانیم، مقاومت ویژگی رسانا است که جریان عبوری از آن را مقاومت میکند. این بدان معناست که رسانایی عدد وارون مقاومت است. به طور کلی، رسانایی به صورت زیر بیان میشود
تعریف رسانایی
رسانایی به عنوان توانایی یک ماده در رساندن جریان الکتریکی تعریف میشود و توسط ویژگیهای خاص آن تعیین میشود.
تفسیر نظریه باند انرژی
الکترونهای موجود در مدارهای بیرونی اتم کمتر جذب میشوند. بنابراین، اتم بیرونی به راحتی از اتم پدر جدا میشود. بیایید جزئیات را با یک نظریه توضیح دهیم.
وقتی اتمهای زیادی با هم گروه شوند، الکترونهای یک اتم تحت تأثیر نیروهای اتمهای دیگر قرار میگیرند. این تأثیر در مدارهای بیرونی بیشتر مشهود است. به دلیل این نیرو، سطوح انرژی خوب تعریف شده در اتمهای منزوی حالا به باندهای انرژی گسترده تبدیل میشوند. به دلیل این پدیده، معمولاً دو باند ایجاد میشوند، یعنی باند والانس و باند رسانایی.
فلز
در فلزات، اتمهای به هم چسبیده باعث میشوند الکترونها تحت تأثیر نیروهای اتمهای نزدیک قرار گیرند و باند والانس و باند رسانایی به هم نزدیک یا حتی همدیگر را اشتراک کنند. با ورود انرژی کمی از گرما یا برق، الکترونها به سطوح انرژی بالاتر حرکت میکنند و الکترونهای آزاد میشوند. وقتی به منبع تغذیه متصل میشوند، این الکترونهای آزاد به ترمینال مثبت حرکت میکنند و جریان الکتریکی ایجاد میکنند. فلزات دارای چگالی بالایی از الکترونهای آزاد هستند که آنها را به رساناهای بسیار خوب با رسانایی الکتریکی بالا تبدیل میکند.
halb-رساناهای و عایقها
در یک هاف-رسانا، باند والانس و باند رسانایی توسط یک فاصله ممنوعه با عرض کافی جدا شدهاند. در دمای پایین، هیچ الکترونی انرژی کافی برای اشغال باند رسانایی ندارد، بنابراین حرکت بار ممکن نیست. اما در دمای اتاق، ممکن است برخی الکترونها انرژی کافی فراهم کنند و به باند رسانایی منتقل شوند. در دمای اتاق، الکترونهای موجود در باند رسانایی به اندازه فلزات چگال نیستند، بنابراین نمیتوانند به اندازه فلزات رسانایی کنند. هاف-رساناهای به اندازه فلزات رسانایی ندارند و به اندازه عایقهای الکتریکی نیز رسانایی ندارند. به همین دلیل این نوع ماده را هاف-رسانا مینامند - به معنای نیمه رسانا.