Aký je rozdiel medzi dielektrikami a vodičmi?

Všetky látky pozostávajú z molekúl, molekúl atómov, atómov kladne nabitých jadier, okolo ktorých sa nachádzajú negatívne elektróny. Za určitých podmienok sú elektróny schopné opustiť svoje jadro a presunúť sa do susedstva. Samotný atóm sa kladne nabije a susedný dostane záporný náboj. Pohyb záporných a kladných nábojov pôsobením elektrického poľa sa nazýva elektrický prúd.

V závislosti na vlastnostiach materiálov na vedenie elektriny sa delia na:

  1. Vodiče.
  2. Dielektrika.
  3. Polovodiče.

Vlastnosti vodičov

\ t

Vodiče sa rozlišujúdobrou elektrickou vodivosťou . Je to spôsobené tým, že majú veľký počet voľných elektrónov, ktoré nepatria špecificky k žiadnemu z atómov, ktoré sa môžu voľne pohybovať pri pôsobení elektrického poľa.

Väčšina vodičov má nízky odpor a vedie elektrický prúd s veľmi malými stratami. Vzhľadom k tomu, že prvky, ktoré sú ideálne čisté v chemickom zložení, v prírode neexistujú, akýkoľvek materiál obsahuje nečistoty. Nečistoty v vodičoch zaberajú miesta v kryštálovej mriežke a spravidla zabraňujú priechodu voľných elektrónov pôsobením aplikovaného napätia.

Nečistoty zhoršujú vlastnosti vodičov. Čím viac nečistôt, tým viac ovplyvňujú parametre vodivosti.

Dobré vodiče s nízkou špecifickou hodnotoumateriály odolnosti zahŕňajú:

  • Zlato.
  • Striebro.
  • Meď.
  • Hliník.
  • Železo.

Zlato a striebro sú dobrými vodičmi, ale kvôli vysokým nákladom sa používajú tam, kde je potrebné získať vodiče dobrej kvality s malým objemom. Ide najmä o elektronické obvody, mikroobvody, vodiče vysokofrekvenčných zariadení, v ktorých je samotný vodič vyrobený z lacného materiálu (medi), ktorý je na vrchu pokrytý tenkou vrstvou striebra alebo zlata. To poskytuje príležitosti s minimálnou spotrebou drahých kovov s dobrými frekvenčnými charakteristikami vodiča.

Meď a hliník sú lacnejšie kovy. S miernym poklesom charakteristík týchto materiálov je ich cena rádovo nižšia, čo umožňuje ich masové použitie. Aplikované v elektronike, elektrotechnike. V elektronike ide o trate dosiek plošných spojov, nôh rádiových prvkov, radiátorov atď.

Parameter vodivosti veľmi silne závisí od teploty samotného materiálu. Ako sa teplota kryštálov zvyšuje, oscilácia elektrónov v kryštálovej mriežke sa zvyšuje, čo bráni voľnému prechodu voľných elektrónov. Pri poklese - naopak, odpor klesá a pri určitej hodnote blízkej absolútnej nule sa odpor stáva nulovým a vzniká efekt supravodivosti.

Dielektrické vlastnosti

Dielektrika v ich kryštálovej mriežke obsahujeveľmi málo voľných elektrónov , ktoré môžu prenášať náboj pôsobením elektrického poľa. V tomto ohľade, keď sa vytvára potenciálny rozdiel na dielektriku, prúd, ktorý prechádza cez neho je tak zanedbateľný, že sa považuje za nulový - dielektrikum nevedie elektrický prúd. Okrem toho nečistoty obsiahnuté v dielektriku spravidla zhoršujú jeho dielektrické vlastnosti. Prúd prechádzajúci dielektrikom pôsobením pôsobiaceho napätia je určený hlavne množstvom nečistôt.

Dielektrika

Dielektriká sú najrozšírenejšie v elektrotechnike, kde je potrebné chrániť servisný personál pred škodlivými účinkami elektrického prúdu. Ide o izolačné rukoväte rôznych nástrojov a prístrojov meracích prístrojov. V elektronike sú kondenzátorové tesnenia, izolácia drôtu, dielektrické tesnenia potrebné pre chladič aktívnych prvkov, puzdro prístroja.

Polovodiče sú materiály, ktoré vedú elektrinu za urćitých podmienok, inak sa správajú ako dielektrika.

Tabuľka: čo odlišuje vodiče a dielektrika?

\ t . . \ t \ t stupňov \ t . . \ t
Prieskumník Dielektrické
Prítomnosť voľných elektrónov Prítomné vo veľkých množstváchŽiadny alebo súčasný, ale veľmi malý počet
Schopnosť materiálov viesť elektrický prúd Správne správanie Niealebo je zanedbateľný
Čo sa stane, keď sa zvýšené napätie zvýši Prúd prechádzajúci vodičom sa zvyšuje podľa Ohmovho zákona Prúd prechádzajúci dielektrikom sa mierne mení a keď sa dosiahne určitá hodnota, dôjde k elektrickému poruche
Materiály Zlato, striebro, meď a jeho zliatiny, hliník a zliatiny, železo a inéEbonit, teflón, guma, sľuda, rôzne plasty, polyetylén a ostatné materiály
Odpor od 10-5do 10-8ohm /m1010- 1016Ohm /m
Vplyv cudzích látok na odolnosť materiáluNečistoty zhoršujú vodivosť materiálu, ktorý zhoršuje jeho vlastnosti Nečistoty zlepšujú vodivosť materiálu, čo zhoršuje jeho vlastnosti
Zmeny vlastností so zmenami teploty okoliaS rastúcou teplotou - odpor sa zvyšuje s poklesom - klesá. Pri veľmi nízkych teplotách - supravodivosť. S rastúcou teplotou - odpor klesá.