Elektrik Kənarları: Tərif, Növləri və Xüsusiyyətləri

Elektrik iletken, elektrik yükünün az mukavemet ile akmasını sağlayan bir maddedir. Elektrik iletkenleri genellikle bakır, gümüş, altın, alüminyum ve demir gibi metallerdir. Bu metaller, bir elektrik alan uygulandığında kolayca hareket edebilecek birçok serbest elektronları vardır. Elektrik iletkenleri, elektrik akımı taşımak için telle, kablolar, devreler ve diğer cihazlar yapmak için kullanılır.

Elektrik Iletkeni Nedir?

Elektrik iletkeni, yükün bir veya daha fazla yönde akmasına izin veren bir nesne veya madde olarak tanımlanır. Metallerden yapılan malzemeler yaygın elektrik iletkenleridir, çünkü metaller yüksek iletkenlik ve düşük mukavemet sahiptir.

Elektrik iletkenleri, bu malzemenin atomları arasında drift hızıyla yükün akmasına izin verir. İletim bandı, elektronların malzeme içinde özgürce hareket edebileceği enerji seviyesidir. Iletken, atomlardan oluşur. Bu atomlar, elektrik alan veya termal etki tarafından uyarılabilen gevşek bağlı değerlik elektronlarına sahiptir. Bir elektron değerlik bandından iletim bandına geçtiğinde, geride pozitif bir delik bırakır ve bu delik de bir yük taşıyabilir.

Elektrik iletkenleri, metaller, metal alaşımları, elektrolitler veya grafit ve iletken polimerler gibi bazı metaldışı maddeler olabilir. Bu maddeler, yükün (yani elektrik) kolayca geçmesine izin verir.

Iletken Akımı Nasıl Iletir?

Iletkendeki akım, yükün iletkenin kesitinden geçen hızıdır. Akım, elektrik alanın ve malzemenin iletkenliğinin orantılıdır. Elektrik alanı, potansiyel fark yani gerilim sayesinde iletken boyunca oluşturulur. Iletkenlik, malzemenin ne kadar kolay yükün geçmesine izin verdiğini ölçer.

Bir potansiyel fark iletken boyunca uygulandığında, iletim bandındaki elektronlar enerji kazanır ve voltaj kaynağının negatif terminalinden pozitif terminaline doğru sürüklenmeye başlar. Akımın yönü, elektron akışının yönünün tersindedir, çünkü akım pozitif yükün akışını tanımlar. Elektronlar iletken içindeki atomlar ve diğer elektronlarla çarpışır, bu da mukavemet ve ısı üretimi nedeniyle oluşur. Mukavemet, malzemenin yükün akışına karşı ne kadar direnç gösterdiğini ölçer.

Iletkendeki akım, aşağıdaki faktörlere bağlıdır:

• Iletken boyunca olan potansiyel fark

• Iletkenin uzunluğu ve kesit alanı

• Malzemenin sıcaklığı ve bileşimi

• Malzemedeki kirletici maddeler veya defektlerin varlığı

Elektrik Iletkenlerinin Özellikleri Nelerdir?

Elektrik iletkenlerinin bazı ana özellikleri şunlardır:

• Yüksek iletkenlik ve düşük mukavemet

• İletim bandlarında birçok serbest elektronları vardır

• Değerlik bandları ile iletim bandları arasında enerji boşluğu yoktur

• Pozitif iyonlardan oluşan bir kafes yapısı ve etrafındaki elektron bulutudur

• İçlerinde sıfır elektrik alan ve sıfır yük yoğunluğu bulunur

• Sadece yüzeylerinde serbest yükler bulunur

• Yüzeylerine dik bir elektrik alan vardır

Elektrik Iletkenlerinin Tipleri Nelerdir?

Elektrik iletkenleri, ohmik tepkilerine dayanarak sınıflandırılabilir. Ohmik tepki, malzemenin Ohm Yasası'na uygunluğudur. Ohm Yasası, iletkendeki akımın onun üzerinden olan potansiyel farkla doğrudan orantılı olduğunu ve mukavemetiyle ters orantılı olduğunu belirtir.

Ohmik Iletkenler

Ohmik iletkenler, herhangi bir potansiyel fark ve sıcaklıkta Ohm Yasası'na uyan maddelerdir. Voltaj ve akım arasındaki ilişkileri doğrusaldır, bu da direncinin sabit olduğunu gösterir. Çoğu metal normal koşullarda ohmik iletkenlerdir.

Örnekler: Gümüş, bakır, alüminyum, demir vb.

Non-Ohmik Iletkenler

Non-ohmik iletkenler, herhangi bir potansiyel fark veya sıcaklıkta Ohm Yasası'na uymayan maddelerdir. Voltaj ve akım arasındaki ilişkileri doğrusal değildir, bu da direncinin uygulanan voltaja göre değiştiğini gösterir. Non-ohmik iletkenler, voltaj arttıkça akımın azaldığı negatif direnç veya voltaj arttıkça akımın arttığı ancak orantısız olduğu pozitif direnç gösterebilir. Bazı non-ohmik iletkenler, altında hiç akım akmayacak bir eşiği de olabilir.

Katı Iletkenler

Katı iletkenler, sabit şekilli ve hacimli maddelerdir. Bunlar, metalik ve metaldışı iletkenlere ayrılabilir.

• Metalik iletkenler: Yüksek iletkenliğe ve düşük mukavemetliğe sahip metaller veya metal alaşımlarıdır. Pozitif iyonlardan oluşan bir kafes yapısı ve etrafındaki serbest elektron bulutudur. Metalik iletken örnekleri gümüş, bakır, altın, alüminyum, demir, latun, bronz vb. dir.

• Metaldışı iletkenler: Yapılarında bazı serbest elektronlar veya iyonlara sahip metaldışı maddelerdir. Metallerden daha düşük iletkenliğe ve daha yüksek mukavemetliğe sahiptir. Metaldışı iletken örnekleri grafit, karbon nanotüp, grafen vb. dir.

Sıvı Iletkenler