Mikä on sähköinen johtavuus?

Mikä on sähköjohtavuus?

Johtavuuden määritelmä

Tämä ominaisuus määrittelee, kuinka helposti virta kulkee johtimessa. Kaikki tiedämme, että vastus on johtimen ominaisuus, joka vastustaa virran kulkuun. Tämä tarkoittaa, että johtavuus on vastuksen käänteisluku. Yleisesti ottaen johtavuus ilmaistaan

Johtavuuden määritelmä

Johtavuus määritellään aineen kyvyn johtaa sähkövirtaa, ja se määräytyy sen erityisominaisuuksien perusteella.

Energiaalijateorian tulkinta

Atomissa ulkoisimmassa orbitalissa olevat elektronit ovat vähiten houkuttelevia. Siksi ulkoisin elektroni irtoaa helposti vanhemmasta atomista. Selitämme yksityiskohdat teorian avulla.

Kun monia atomeja ryhmitetään yhteen, yhden atomin elektronit altistuvat muiden atomien voimille. Vaikutus on ennen kaikkea ulkoisissa orbiiteissa. Tämän voiman vuoksi yksittäisissä atomeissa hyvin määriteltyjen energiatason nyt laajenevat energiaalijoihin. Tämän ilmiön vuoksi muodostetaan yleensä kaksi alijaa, nimittäin valensi- ja johtovalija.

Metalli

Metalleissa tiiviisti pakattujen atomeiden vuoksi elektronit altistuvat lähellä olevien atomien voimille, mikä tuo valensi- ja johtovalijat lähelle toisiaan tai jopa yli päälle. Vähäisellä lämmön tai sähkön energiatoimituksella elektronit siirtyvät korkeampiin energiatasoihin ja tulevat vapaille elektroneiksi. Kun ne yhdistetään virtalähdeeseen, nämä vapaat elektronit virtaavat positiiviseen terminaaliin, mikä tuottaa sähkövirran. Metallilla on korkea tiheys vapaista elektronista, mikä tekee niistä erinomaisia johtimia, joilla on korkea sähköjohtavuus.

Puolijohteet ja eristimet

Puolijohteessa valensi- ja johtovalijat ovat erotettuja riittävän leveällä kielletyllä välillä. Matalissa lämpötiloissa ei ole elektronilla tarpeeksi energiaa täyttää johtovalija, joten varausliike on mahdotonta. Mutta huonelämpötilassa on mahdollista, että jotkut elektronit antavat riittävästi energiaa ja siirtyvät johtovalijaan. Huonelämpötilassa johtovalijan elektronit eivät ole yhtä tiheitä kuin metallissa, joten ne eivät voi johtaa sähköä yhtä hyvin kuin metalli. Puolijohteet eivät ole yhtä johtavia kuin metallit eivätkä yhtä eristäviä kuin sähköeristimet. Siksi tätä materiaalia kutsutaan puolijohtimeksi - eli puolijohtimeksi.