Bestuurders, isolatoren en halfgeleiders

De Bestuurders, isolatoren en halfgeleiders Het zijn soorten materialen die ander gedrag vertonen in het licht van elektriciteit. Bestuurders bieden faciliteiten naar de stroom van de elektrische stroom, terwijl isolatoren deze belemmeren.

Volgens dit criterium zijn stoffen en verbindingen verdeeld in drie hoofdcategorieën:

• Bestuurders
• Isolerend
• Halfgeleiders

De geleidende materialen, zoals de naam al aangeeft, laten de elektrische stroom door, met meer of minder gemak. Aan de andere kant leiden isolatoren niet goed elektriciteit, terwijl halfgeleiders zich als bestuurders of isolatoren onder bepaalde omstandigheden gedragen.

Het onderscheid tussen materialen is erg belangrijk in elektriciteit, bij het selecteren van het meest geschikte voor een bepaalde functie. Draden die bestemd zijn om elektriciteit te leiden, vereisen bijvoorbeeld goede stuurprogramma's, maar hun coating moet van isolatiemateriaal zijn zodat ze veilig kunnen manipuleren.

Wat halfgeleiders betreft, ze zijn essentieel voor de productie van elektronische componenten, zo belangrijk voor moderne technologie.

Het feit dat een materiaal op een bepaalde manier op elektriciteit reageert, hangt af van hoe stevig het atoom van de buitenste elektronen, die het gemakkelijkst kunnen mobiliseren, omdat ze verder van de kern en de rest van de elektronen en de rest van de elektronen zijn Scherm het hiervoor.

Wanneer de kern elektrostatisch aantrekt, stevig naar al zijn elektronen, gedraagt ​​het materiaal zich als een isolator, maar als er een of meer zwak onderwerp elektronen in de buitenste laag is, zal de stof een geleider zijn.

De temperatuur kan ook een grote invloed hebben, want bij temperaturen in de buurt van absolute nul worden sommige metalen supergeleiders, omdat hun geleidbaarheid oneindig toeneemt. In hogere temperatuurbereiken worden sommige niet -metalen verbindingen ook supergeleiders.

	Bestuurders	Isolerend	Seminconductors
Elektrische ladingen	Het transport van elektrische ladingen binnenin faciliteren.	Ze belemmeren de doorgang van elektrische ladingen.	Laat onder bepaalde voorwaarden de stroom in zekere zin doorstaan.
Elektronen	Van 1 tot 3 vrije elektronen in de buitenste laag.	Tussen 5 en 9 elektronen in de buitenste laag.	4 elektronen in de buitenste laag.
Metaalkarakter	De meeste zijn metalen.	Metalen.	Pure halfgeleiders zoals Germanio en Silicon.
Links	Ze vormen metalen links.	Ionische links.	Covalente binding.
Geleidbaarheid	Hoog.	Laag of bijna nul.	Gemiddeld, maar kan worden gewijzigd door onzuiverheden toe te voegen.
Staat	Meestal solide, met behalve zoals zoutoplossingen, zeewater, kwik en geïoniseerde gassen.	Vast, vloeibaar en gasvormig.	Altijd vast, behalve amorf siliconen en wat vloeistoffen.
Toepassingen	Elektrische circuits, creatie van elektromagnetische velden.	Ze beschermen tegen het vermijden van elektrische schokken, verhogen de capaciteit wanneer intercuel tussen de platen van een condensator kan worden, kan de stroom worden vermeden die elektrische lekken vermijdt.	Ze fungeren als stuurprogramma's of als niet -drivers. Uitwerking van diodes en transistoren.
Voorbeelden	Koper, zilver, goud, grafiet.	Hout, plastic, mica.	Silicium, Germanio.

Geleidingsmaterialen

Definitie

Dit zijn materialen waardoor elektrische stroom gemakkelijker stroomt, dankzij het feit dat ze tussen één en drie vrije elektronen in de buitenste elektronische laag hebben, gemakkelijk te mobiliseren met weinig energie.

Kan u van dienst zijn: synthetische materialen

Kenmerken

De belangrijkste kenmerken van elektrische geleiders zijn:

• Ze hebben tussen de 1 en 3 vrije elektronen die, zwak zijn onderworpen aan de atoomkern, met relatief gemak van het ene atoom naar het andere kunnen verplaatsen, om een ​​elektrische stroom te vestigen.
• Ook leiden goede elektrische geleiders ook de hitte goed.
• Het zijn bijna altijd metalen, zoals koper en aluminium. Grafiet en sommige zuren, hydroxiden en zoutoplossingen zijn ook uitzonderlijk goede stuurprogramma's.
• Geleidende metalen hebben een bepaalde glans.
• Ze zijn meestal solide, behalve kwik en zeewater, die vloeistof zijn. Door ioniseren kunnen gassen zoals lucht elektrische geleiders worden.
• Elektrische geleidbaarheid is de grootte die kwantificeert hoe goed bestuurder een materiaal is, hoge geleidbaarheid is typerend voor goede stuurprogramma's. Grafeen is het meest geleidingsmateriaal dat bekend is.

Bovendien zijn de volgende kenmerken wenselijk: weerstand tegen hoge temperaturen, ductiliteit en kneedbaarheid, om de juiste vorm te geven aan het geleidende element, volgens het gebruik dat eraan zal worden gegeven. Temperatuurweerstand is belangrijk, want wanneer de stroom door een bestuurder circuleert, wordt warmte losgemaakt door het joule -effect.

Functie

Bestuurders worden voornamelijk gebruikt om elektrische stroom te leiden en energie op te slaan. Dit zijn de belangrijkste functies:

-Transport de elektrische stroom, wanneer ze deel uitmaken van de energiekabels die verschillende huizen, industrieën en apparaten voeden. Ook bevatten gedrukte circuits dunne koperen paden om elektronische elementen aan te sluiten.

-Bied een pad naar ongewenste elektrische lozingen, zoals in het geval van bliksemstaven.

-Productie condensatoren en spoelen die elektromagnetische energie opslaan.

Kan u van dienst zijn: onderzoeksactie

-Genereer elektromagnetische velden om te profiteren van elektromagnetische inductie, zoals bij de transformatoren.

-De huidige stroom onderbreken indien nodig, bijvoorbeeld in geval van overbelasting, waarvoor stuurprogramma's met een laag smeltpunt worden gebruikt. Silverlegeringen zijn geschikt voor de vervaardiging van elementen zoals zekeringen.

-Lasmaterialen maken.

Voorbeelden

Elektrische geleiders worden geclassificeerd als:

• Metalen
• Geen metalen

De overgrote meerderheid zijn metalen, waaronder:

-Koper

-Aluminium

-Goud

-Zilver

-Zeewater (geen metaal)

-Ijzer

-Grafiet en grafeen (niet -metalen)

-Blik

-Wolframio

-Brons (koper en tinnen legering)

-Messing (koper en zinklegering)

-Aluminium gecoat staal.

Isolerend materiaal

Definitie

Zijn de materialen waardoor de elektrische stroom niet gemakkelijk stroomt. Als algemene regel voeren ze de warmte niet goed uit, hoewel er uitzonderingen zijn zoals Diamond, wat een uitstekende warmtegeleider is, maar geen elektriciteit (behalve wanneer het op zeer kleine schaal vervormingen lijdt: de nanoschaal, volgens recente studies )).

Kenmerken

De belangrijkste kenmerken van de isolatoren zijn:

-Ze missen gratis elektronen.

-Ze hebben tussen de 5 en 8 elektronen in hun buitenste laag.

-Ze hebben een zeer lage geleidbaarheid.

-Sommige isolatoren laten de vorming van elektrische dipolen binnen, wanneer ze onder de actie van een elektrisch veld staan. Deze isolatoren staan ​​bekend als diëlektrisch.

-Ze bestaan ​​uit niet -metalen stoffen, en kunnen organisch of anorganisch zijn. Zijde, een textielmateriaal dat is afgeleid van de zijden worm, is een uitstekende isolator.

Het is ook zeer wenselijk dat een goede isolator heeft:

• Temperatuurweerstand zonder vervorming of kraken
• Stabiliteit vóór de werking van zonlicht, diverse chemicaliën, zuurstof en andere middelen
• Mechanische weerstand tegen vervormingen.

Kan je van dienst zijn: is melk een homogeen of heterogeen mengsel?

Functie

-Voeg huidige geleiderskabels af, om verliezen te voorkomen en gebruikers te beschermen.

-Omleidend elektrische stroom, waardoor het niet op bepaalde paden circuleert.

-Scheid de stuurprogramma's van elkaar, of voorkomen contact met andere metalen onderdelen, om schade aan het apparaat te voorkomen en degenen die het manipuleren.

-Verhoog de capaciteit in apparaten die elektriciteit opslaan, condensatoren genoemd.

Voorbeelden

Er is een breed scala aan isolerende materialen:

-Plastic

-Mica

-Hout

-Kurk

-Papier

-Cellulose

-Olie

-Vezels zoals zijde en katoen

-Rubber (natuurlijk en synthetisch)

-Kwarts

-Glas, pyrex en porselein

-Asbest

-Marmer

-Harsen

-Polystyreen

-Lucht (bij kamertemperatuur)

Halfgeleider materialen

Definitie

Halfgeleiders gedragen zich als stuurprogramma's of als isolatoren, afhankelijk van bepaalde temperatuuromstandigheden, blootstelling aan elektromagnetische velden, druk en andere factoren.

Kenmerken

De meest opmerkelijke in halfgeleiders zijn:

-Het bestaan ​​van 4 elektronen in zijn laatste laag.

-Tussenliggende geleidbaarheid tussen stuurprogramma's en isolatoren.

-Vakbonden tussen atomen door covalente links.

-Verhoogde elektrische geleiding met temperatuur, in tegenstelling tot wat er gebeurt in metalen, waarvan de geleidbaarheid afneemt met de temperatuur, als gevolg van thermische agitatie.

Functie

-Ze zijn essentieel bij de productie van elektronische componenten zoals diodes en transistoren, de basis van chips en microprocessors.

-Ze worden ook gebruikt om sensoren van verschillende typen te maken.

Voorbeelden

Het silicium (het meest voorkomende element in de aardkorst) en Germanio zijn de halfgeleiderelementen bij uitstek, maar ze gedragen zich ook als halfgeleiders:

-Zuurstof

-Cadmium

-Zwavel

-Selenium

-Gallium arseniuro

-Overeenkomst

-Indiase verbindingen (sulfide, arseniuro, antimonurio en fosfuro)