Електрични проводници: дефиниција типови и својства

Електричниот проводник е материјал кој овозможува проток на електрична наелектрисана частица низ него со малка отпорност. Електричните проводници обично се метални, како мед, сребро, злато, алуминиум и жеже. Тие имаат многу слободни електрони кои лесно може да се движеат кога се применува електрично поле. Електричните проводници се користат за правење жички, кабели, кола и други уреди што преносат електрична струја.

Што е електричен проводник?

Електричниот проводник е дефиниран како објект или вид материјал кој овозможува проток на наелектрисана частица во една или повеќе насоки. Металните материјали се чести електрични проводници, бидејќи металите имаат висока проводливост и ниска отпорност.

Електричните проводници овозможуваат електроните да текат меѓу атомите на таа материја со дрифт брзина во кондуктивната зона. Кондуктивната зона е енергетскиот ниво каде што електроните може да се движеат слободно во материјалот. Проводникот е формиран од атоми кои имаат слободни валентни електрони кои може да се возбудат од електрично поле или термичен ефект. Кога електронот се премести од валентна зона во кондуктивната зона, тој го остава позитивниот отвор кој исто така може да пренесе наелектрисана частица.

Електричните проводници може да бидат метали, легирни метали, електролити, или некои неметални материјали како графит и проводливи полимери. Овие материјали овозможуваат електричество (т.е. проток на наелектрисана частица) да мине низ нив лесно.

Како функционира проводникот?

Струјата во проводник е брзината на проток на наелектрисана частица низ пресечен дел на проводникот. Струјата е пропорционална на електричното поле и проводливоста на материјалот. Електричното поле се создава од потенцијална разлика или напон над проводникот. Проводливоста е мера на тоа колку лесно материјалот овозможува проток на наелектрисана частица низ него.

Кога се применува потенцијална разлика над проводник, електроните во кондуктивната зона добиваат енергија и почнуваат да се дрифтуваат од негативниот до позитивниот терминал на изворот на напон. Насоката на струјата е спротивна на насоката на протокот на електрони, бидејќи струјата е дефинирана како проток на позитивна наелектрисана частица. Електроните се сударуваат со атоми и други електрони во проводникот, што предизвикува отпорност и генерирање на топлина. Отпорноста е мера на тоа колку материјалот противостои на протокот на наелектрисана частица низ него.

Струјата во проводник зависи од неколку фактори, како:

• Потенцијалната разлика над проводникот

• Должината и пресечната површина на проводникот

• Температурата и состојбата на материјалот

• Присуството на примеси или дефекти во материјалот

Кои се својствата на електричните проводници?

Некои од главните својства на електричните проводници се:

• Тие имаат висока проводливост и ниска отпорност

• Тие имаат многу слободни електрони во нивната кондуктивна зона

• Тие немаат енергетска јазна помеѓу нивната валентна зона и кондуктивната зона

• Тие имаат метални вези кои формираат решетка од позитивни јони опкружени со облак од електрони

• Тие немаат електрично поле и заредена густина внатре во себе

• Тие имаат слободни зариди само на нивната површина

• Тие имаат електрично поле перпендикулярно на нивната површина

Кои се видовите на електрични проводници?

Електричните проводници може да се класифицираат според нивниот омички одговор, што значи како тие следат Омов закон. Омовиот закон вели дека струјата во проводник е директно пропорционална на потенцијалната разлика над него и инверзно пропорционална на неговата отпорност.

Омички проводници

Омичките проводници се материјали кои следат Омовиот закон за секоја потенцијална разлика и температура. Тие имаат линеарна врска помеѓу напонот и струјата, што значи дека нивната отпорност е константна. Најголемиот дел од метали се омички проводници при нормални услови.

Примери: Сребро, мед, алуминиум, жеже, итн.

Не-омички проводници

Не-омичките проводници се материјали кои не следат Омовиот закон за секоја потенцијална разлика или температура. Тие имаат нелинеарна врска помеѓу напонот и струјата, што значи дека нивната отпорност варира со применетиот напон. Не-омичките проводници може да покажат негативна отпорност, каде што струјата се намалува како што напонот се зголемува, или позитивна отпорност, каде што струјата се зголемува како што напонот се зголемува, но не пропорционално. Некои не-омички проводници може да имаат и прагов напон, под кој не текува струја.

Чврсти проводници

Чврстите проводници се материјали кои имаат фиксна форма и волумен. Тие може да се поделат на метални и неметални проводници.

• Метални проводници: Тоа се метали или легирни метали кои имаат висока проводливост и ниска резистивност. Тие имаат решетка структура од позитивни јони опкружени со море од слободни е