Какви вещества провеждат електрически ток

Както знаете, подреденото движение на носители на електрически заряд се нарича електрически ток. Електроните могат да действат като такива носители на заряд — в метали, в полупроводници и в газове; йони — в електролити и газове; а в полупроводниците дупките също действат като носители на електрически заряд — незапълнени валентни връзки в атоми, равни по модул на електронния заряд, но с положителен заряд.

Задавайки въпроса какви вещества провеждат електричество, ще трябва да спекулираме какво причинява тока на първо място, а именно, за наличието на заредени частици в определени вещества. Тук няма да разглеждаме тока на пристрастие, тъй като той не е ток на проводимост и следователно не е пряко свързан с този въпрос.

Вдясно, металите са основните проводници на електрически ток във всички съвременни електротехники. Металите се характеризират със слаба връзка на валентните електрони, тоест електроните на външните енергийни нива на атомите, с ядрата на тези атоми.

И точно поради слабостта на тези връзки, когато възникне потенциална разлика в проводника по някаква причина (вихрово електрическо поле или приложено напрежение), тези електрони започват да се движат лавина в една или друга посока, електроните на проводимостта се движат вътре в кристалната решетка , като движение «електронен газ».

Типични представители на метални проводници: мед, алуминий, волфрам.

По -надолу в списъка — полупроводници… Полупроводниците, в способността си да провеждат електрически ток, заемат междинно положение между проводници като медни проводници и диелектрици като плексиглас. Тук един електрон е свързан с два атома наведнъж — атомите са в ковалентни връзки помежду си — следователно, за да може всеки отделно разглеждан електрон да започне да се движи, създавайки ток, първо трябва да получи енергия, за да реализира способността си да напуска атома си.

Например, един полупроводник може да се нагрее и някои от електроните ще започнат да напускат атомите си, тоест ще има условие за съществуване на ток — в кристалната решетка ще се появят безплатни носители — електрони и дупки (на мястото, откъдето е излязъл електронът, първо остава празно празно пространство с положителен заряд — дупка, която след това е заета от електрон от друг атом) . Видни представители на чистите полупроводници са: германий, силиций, бор. Тук не разглеждаме връзки.

Електролитите също са способни да провеждат ток поради наличието на свободни носители на заряд в тях. Но електролитите са проводници от втори вид. Свободните носители на заряд в електролитите са йони (положителните йони се наричат ​​катиони, отрицателните йони се наричат ​​аниони).

Тук се образуват катиони и аниони поради процеса на електролитна дисоциация (разпадане на молекули на части — на отделни йони) на киселини, основи, основи в техните разтвори или стопилки. Едновременно с дисоциацията йоните отново се свързват с молекули — това се нарича динамично равновесие в електролита. Пример за електролит е 40% разтвор на сярна киселина във вода.

И накрая, плазмата — йонизиран газ — е четвъртото състояние на агрегация на материята.В плазмата електрически заряд се пренася от електрони, както и от катиони и аниони, образувани при нагряване на газ или под действието на рентгеново, ултравиолетово или друго лъчение върху него (или под действието на нагряване и радиация) . Плазмата е квази неутрална, тоест вътре в нея в малки обеми общият заряд е навсякъде равен на нула. Но поради подвижността на газовите частици, плазмата все още е в състояние да провежда електрически ток.

По принцип плазмата екранира външното електрическо поле, тъй като зарядите са разделени в него от това поле, но поради факта, че топлинното движение на носителите на заряд е налице, в малки мащаби квазинейтралността на плазмата се нарушава и плазмата практически придобива способността да провежда електрически ток. Цялото междузвездно пространство във Вселената е изпълнено с плазма, а самите звезди са направени от плазма.