Co to jest elektryczna przewodność?
Definicja przewodności
Ta właściwość określa, jak łatwo prąd płynie przez przewodnik. Jak wiadomo, opór to właściwość przewodnika, która opiera się przepływowi prądu. Oznacza to, że przewodność jest odwrotnością oporu. Ogólnie przewodność wyraża się jako
Definicja przewodności
Przewodność definiuje się jako zdolność materiału do przewodzenia prądu elektrycznego i jest określana przez jego specyficzne właściwości.
Interpretacja teorii pasm energetycznych
Elektrony w najbardziej zewnętrznej orbicie atomu są najmniej przyciągane. Dlatego najbardziej zewnętrzny atom łatwo oddziela się od pierwotnego atomu. Wyjaśnijmy szczegóły za pomocą teorii.
Gdy wiele atomów jest ze sobą skupionych, elektrony jednego atomu podlegają siłom innych atomów. Efekt ten jest najbardziej widoczny w najbardziej zewnętrznych orbitach. W wyniku tej siły dobrze zdefiniowane poziomy energetyczne w izolowanych atomach są teraz rozszerzone na pasma energetyczne. Dzięki temu zjawisku powstają zwykle dwa pasma, mianowicie pasmo walencyjne i pasmo przewodzenia.
Metale
W metalach, gęsto upakowane atomy sprawiają, że elektrony są poddawane działaniu sił ze strony pobliskich atomów, co zbliża pasmo walencyjne i pasmo przewodzenia, a nawet je nakłada. Z bardzo małą ilością energii cieplnej lub elektrycznej, elektrony przechodzą do wyższych poziomów energetycznych i stają się wolnymi elektronami. Po podłączeniu do źródła zasilania, te wolne elektrony przepływają do dodatniego bieguna, generując prąd elektryczny. Metale mają wysoką gęstość wolnych elektronów, co czyni je doskonałymi przewodnikami o wysokiej przewodności elektrycznej.
Półprzewodniki i izolatory
W półprzewodniku, pasmo walencyjne i pasmo przewodzenia są oddzielone zabronioną luką o wystarczającej szerokości. W niskich temperaturach żaden elektron nie ma wystarczająco dużo energii, aby zająć pasmo przewodzenia, więc ruch ładunku jest niemożliwy. Ale w temperaturze pokojowej możliwe jest, aby niektóre elektrony dostarczyły wystarczająco dużo energii i przeszły do pasa przewodzenia. W temperaturze pokojowej, elektrony w pasmie przewodzenia nie są tak gęste jak w metalu, więc nie mogą przewodzić prądu tak dobrze jak metale. Półprzewodniki nie są tak przewodzące jak metale i nie są tak przewodzące jak izolatory elektryczne. Dlatego taki materiał nazywany jest półprzewodnikiem - oznaczającym półprzewodnik.