Elektriese Geleiers: Definisie, Tipes en Eienskappe
'n elektriese geleier is 'n materiaal wat elektriese laai met min weerstand laat vloei. Elektriese geleiers is gewoonlik metale soos koper, silwer, goud, alumiinium en yster. Hulle het baie vry elektrone wat maklik kan beweeg wanneer 'n elektriese veld toegepas word. Elektriese geleiers word gebruik vir die maak van drade, kabels, skakels, en ander toestelle wat elektriese stroom dra.
Wat is 'n Elektriese Geleier?
'n Elektriese geleier word gedefinieer as 'n voorwerp of tipe materiaal wat die vloei van laai in een of meer rigtings toelaat. Materiale gemaak van metaal is algemene elektriese geleiers, want metale het hoë geleidingsvermoë en lae weerstand.
Elektriese geleiers laat elektrone vloei tussen die atome van daardie materiaal met drijfvelheid in die geleidingsband. Die geleidingsband is die energienivo waar elektrone vry binne die materiaal kan beweeg. Die geleier bestaan uit atome wat los gebonde valensielektrone het wat deur 'n elektriese veld of 'n termiese effek opgewekt kan word. Wanneer 'n elektron van die valensieband na die geleidingsband beweeg, laat dit 'n positiewe holte agter wat ook 'n laai kan dra.
Elektriese geleiers kan metale, metallegesels, elektroliete, of sommige niemetale soos grafiet en geleidende polimeer wees. Hierdie materiale laat elektrisiteit (d.w.s., die vloei van laai) maklik deur hulle vloei.
Hoe Leer 'n Geleier Stroom?
Die stroom in 'n geleier is die tempo van laaivloei deur 'n dwarsdoorsnyding van die geleier. Die stroom is eweredig aan die elektriese veld en die geleidingsvermoë van die materiaal. Die elektriese veld word geskep deur 'n potensiaalverskil of spanning oor die geleier. Die geleidingsvermoë is 'n maatstaf van hoe maklik die materiaal laaivloei toelaat.
Wanneer 'n potensiaalverskil oor 'n geleier aangebring word, kry die elektrone in die geleidingsband energie en begin om van die negatiewe terminal na die positiewe terminal van die spanningsbron te drijf. Die rigting van die stroom is teenoor die rigting van die elektronvloei, omdat stroom gedefinieer word as die vloei van positiewe laai. Die elektrone bots met atome en ander elektrone in die geleier, wat weerstand en hittegenerasie veroorsaak. Die weerstand is 'n maatstaf van hoeveel die materiaal die vloei van laai teenwerk.
Die stroom in 'n geleier hang af van verskeie faktore, soos:
Die potensiaalverskil oor die geleier
Die lengte en dwarsdoorsnee van die geleier
Die temperatuur en samestelling van die materiaal
Die teenwoordigheid van onreinighede of defekte in die materiaal
Watter Eienskappe Het Elektriese Geleiers?
Sommige van die hoofeienskappe van elektriese geleiers is:
Hulle het hoë geleidingsvermoë en lae weerstand
Hulle het baie vry elektrone in hul geleidingsband
Hulle het geen energiegap tussen hul valensieband en geleidingsband nie
Hulle het metalliese bindinge wat 'n rooster van positiewe ionne omring deur 'n elektronwolk vorm
Hulle het nul elektriese velde en nul laadigthedensiteit binne hul
Hulle het slegs vry lae op hul oppervlak
Hulle het 'n elektriese veld loodreg tot hul oppervlak
Watter Tipes Elektriese Geleiers Bestaan?
Elektriese geleiers kan geklassifiseer word op grond van hul ohmse reaksie, wat hoe hulle Ohm se wet gehoorsaam. Ohm se wet stel dat die stroom in 'n geleier direk eweredig is aan die potensiaalverskil oor dit en invers eweredig is aan sy weerstand.
Ohmse Geleiers
Ohmse geleiers is materiale wat Ohm se wet volg vir enige potensiaalverskil en temperatuur. Hulle het 'n lineêre verhouding tussen spanning en stroom, wat beteken dat hul weerstand konstant is. Die meeste metale is ohmse geleiers by normale toestande.
Voorbeelde: Silwer, koper, alumiinium, yster, ens.
Nie-Ohmse Geleiers
Nie-ohmse geleiers is materiale wat nie Ohm se wet volg vir enige potensiaalverskil of temperatuur nie. Hulle het 'n nie-lineêre verhouding tussen spanning en stroom, wat beteken dat hul weerstand verander met die aangebragte spanning. Nie-ohmse geleiers kan negatiewe weerstand hê, waar die stroom verminder as die spanning verhoog, of positiewe weerstand, waar die stroom verhoog as die spanning verhoog, maar nie eweredig nie. Sommige nie-ohmse geleiers kan ook 'n drempelspanning hê, onder wat geen stroom vloei nie.
Vaste Geleiers
Vaste geleiers is materiale wat 'n vaste vorm en volume het. Hulle kan verder verdeel word in metalliese en niemetalliese geleiers.
Metalliese geleiers: Dit is metale of metallegesels wat hoë geleidingsvermoë en lae weerstandskoëffisiënt het. Hulle het 'n roosterstruktuur van positiewe ionne omring deur 'n see van vry elektrone. Sommige voorbeelde van metalliese geleiers is silwer, koper, goud, alumiinium, yster, messing, brons, ens.
Niemetalliese geleiers: Dit is niemetale wat sekere vry elektrone of ionne in hul struktuur het. Hulle het laer geleidingsvermoë en hoër weerstandskoëffisiënt as metale. Sommige voorbeelde van niemetalliese geleiers is grafiet, koolstof nanobuis, grafien, ens.
