Kokios medžiagos praleidžia elektrą
Kaip žinia, tvarkingas elektros krūvininkų judėjimas vadinamas elektros srove. Elektronai gali veikti kaip tokie krūvininkai – metaluose, puslaidininkiuose ir dujose; jonai – elektrolituose ir dujose; o puslaidininkiuose skylės taip pat veikia kaip elektros krūvio nešėjos – neužpildyti valentiniai ryšiai atomuose, kurių dydis lygus elektrono krūviui, bet turintis teigiamą krūvį.
Klausimas, kokios medžiagos veikia elektros, turėsime spėlioti, kas pirmiausia sukelia srovę, būtent apie įkrautų dalelių buvimą tam tikrose medžiagose. Čia nenagrinėsime poslinkio srovės, nes tai nėra laidumo srovė ir todėl nėra tiesiogiai susijusi su šiuo klausimu.
Tiesa, metalai yra pagrindiniai elektros srovės laidininkai visoje šiuolaikinėje elektrotechnikoje. Metalams būdingas silpnas valentinių elektronų, tai yra, atomų išorinių energijos lygių elektronų, ryšys su šių atomų branduoliais.
Ir būtent dėl šių ryšių silpnumo, kai laidininke dėl kokios nors priežasties (sūkurinio elektrinio lauko ar veikiančios įtampos) atsiranda potencialų skirtumas, šie elektronai pradeda judėti lavina viena ar kita kryptimi, laidumo elektronai juda laidininko viduje. kristalinė gardelė, kaip „elektroninių dujų“ judėjimas.
Tipiški metalinių laidininkų atstovai: varis, aliuminis, volframas.
Toliau sąraše - puslaidininkiai… Puslaidininkiai, gebėdami praleisti elektros srovę, užima tarpinę padėtį tarp laidininkų, tokių kaip variniai laidai, ir dielektrikų, tokių kaip plexiglas. Čia vienas elektronas yra prijungtas prie dviejų atomų iš karto – atomai yra tarpusavyje kovalentiniais ryšiais – todėl, kad bet kuris atskiras elektronas pradėtų judėti, sukurdamas srovę, pirmiausia jis turi gauti energijos, kad suvoktų savo gebėjimą išeiti. atomas tu esi
Pavyzdžiui, puslaidininkis gali būti įkaitintas ir dalis elektronų pradės palikti savo atomus, tai yra srovės egzistavimo sąlyga — kristalinėje gardelėje atsiras laisvieji nešikliai — elektronai ir skylės (toje vietoje, kur elektronas paliko, pirmiausia lieka tuščia erdvė su teigiamu krūviu — skylė, kurią vėliau užima elektronas iš kito atomo) . Ryškūs grynųjų puslaidininkių atstovai: germanis, silicis, boras. Mes čia nenagrinėjame santykių.
Elektrolitai taip pat gali praleisti srovę, nes juose yra laisvųjų krūvininkų. Tačiau elektrolitai yra antrosios rūšies laidininkai. Laisvieji krūvininkai elektrolituose yra jonai (teigiami jonai vadinami katijonais, neigiami – anijonais).
Katijonai ir anijonai čia susidaro dėl rūgščių, bazių, bazių jų tirpaluose ar lydaluose elektrolitinės disociacijos (molekulių skilimo į dalis — į atskirus jonus) proceso. Kartu su disociacija jonai vėl susijungia su molekulėmis – tai vadinama dinamine pusiausvyra elektrolite. Elektrolito pavyzdys yra 40% sieros rūgšties tirpalas vandenyje.
Galiausiai, plazma – jonizuotos dujos – yra ketvirtoji medžiagos agregacijos būsena.Plazmoje elektros krūvį neša elektronai, taip pat katijonai ir anijonai, susidarantys kaitinant dujas arba veikiant jas rentgeno, ultravioletinių spindulių. , arba kitokia spinduliuotė (arba kaitinant ir spinduliuojant). Plazma yra beveik neutrali, tai yra, jos viduje nedideliais kiekiais bendras krūvis visur lygus nuliui. Tačiau dėl dujų dalelių mobilumo plazma vis tiek gali praleisti elektrą.
Iš esmės plazma apsaugo išorinį elektrinį lauką, nes joje krūviai yra atskirti šiuo lauku, tačiau dėl to, kad yra šiluminis krūvininkų judėjimas, nedideliu mastu pažeidžiamas plazmos kvazineutralumas. o plazma praktiškai įgyja gebėjimą pravesti elektros srovę . Visa tarpžvaigždinė erdvė visatoje yra užpildyta plazma, o pačios žvaigždės yra pagamintos iš plazmos.