Všetky látky pozostávajú z molekúl, molekúl atómov, atómov pozitívne nabitých jadier, okolo ktorých sa nachádzajú negatívne elektróny. Za určitých podmienok sú elektróny schopné opustiť svoje jadro a presunúť sa do susedných. V tomto prípade sa samotný atóm pozitívne nabije a susedný dostane záporný náboj. Pohyb negatívnych a pozitívnych nábojov pod vplyvom elektrického poľa sa nazýva elektrický prúd..
V závislosti od vlastností materiálov, ktoré vedú elektrický prúd, sa delia na:
- Guides.
- dielektrika.
- polovodiče.
Vlastnosti vodičov
Vodiče sú rôzne dobrá elektrická vodivosť. Je to kvôli prítomnosti veľkého počtu voľných elektrónov, ktoré nepatria konkrétne k žiadnemu z atómov, ktoré sa môžu voľne pohybovať pod vplyvom elektrického poľa..
Väčšina vodičov má nízky odpor a vedie elektrický prúd s veľmi malými stratami. Pretože v prírode neexistujú žiadne ideálne čisté chemické prvky, akýkoľvek materiál vo svojom zložení obsahuje nečistoty. Nečistoty vo vodičoch zaberajú miesta v kryštalickej mriežke a spravidla bránia priechodu voľných elektrónov pôsobením aplikovaného napätia..
Nečistoty zhoršujú vlastnosti vodiča. Čím viac nečistôt, tým viac ovplyvňujú vodivosť.
Dobré vodiče s nízkym odporom sú tieto materiály:
- zlato.
- striebro.
- meď.
- hliník.
- železo.
Zlato a striebro sú dobré vodiče, ale kvôli vysokým nákladom sa používajú tam, kde je potrebné získať kvalitné vodiče s malým objemom. Sú to hlavne elektronické obvody, mikroobvody, vodiče vysokofrekvenčných zariadení, v ktorých je samotný vodič vyrobený z lacného materiálu (meď), ktorý je navrchu pokrytý tenkou vrstvou striebra alebo zlata. To umožňuje s minimálnou spotrebou drahých kovov dobré frekvenčné charakteristiky vodiča.
Meď a hliník sú lacnejšie kovy. S miernym poklesom vlastností týchto materiálov je ich cena rádovo nižšia, čo umožňuje ich hromadné použitie. Používajú sa v elektronike, elektrotechnike. V elektronike sú to stopy dosiek s plošnými spojmi, nohy rádiotelefónov, radiátory atď. V elektrotechnike sa veľmi často používa v motorových vinutiach, na kladenie elektrických sietí vysokého a nízkeho napätia, elektroinštalácie v bytoch, domoch a doprave..
Parameter vodivosti veľmi závisí od teploty samotného materiálu. So zvyšujúcou sa teplotou kryštálu sa zvyšujú oscilácie elektrónov v kryštálovej mriežke, čo bráni voľnému priechodu voľných elektrónov. S poklesom - naopak odpor klesá a pri hodnote blízkej absolútnej nule sa odpor stáva nulovým a účinok supravodivosti.Dielektrické vlastnosti
Dielektrika v ich kryštalickej mriežke obsahujú veľmi málo voľných elektrónov, schopné prenášať náboj pod vplyvom elektrického poľa. V tomto ohľade je pri vytváraní potenciálneho rozdielu na dielektriku prúd, ktorý ním prechádza, tak zanedbateľný, že sa považuje za rovný nule - dielektrikum nevedie elektrický prúd. Okrem toho nečistoty obsiahnuté v akomkoľvek dielektriku spravidla zhoršujú jeho dielektrické vlastnosti. Prúd prechádzajúci dielektrikom pri pôsobení privedeného napätia je určený predovšetkým množstvom nečistôt.
dielektrika
Najpoužívanejší dielektrikum v elektrotechnike je potrebné chrániť personálu pred škodlivými účinkami elektrického prúdu. Sú to izolačné rukoväte rôznych zariadení, prístroje meracích zariadení. V elektronike - kondenzátorové tesnenia, izolácia drôtov, dielektrické tesnenia potrebné na odvádzanie tepla aktívnych prvkov, telesá prístrojov.
Polovodiče - materiály, ktoré za určitých podmienok vedú elektrinu, inak sa správajú ako dielektrika.
Tabuľka: ako sa líšia vodiče a dielektriká?
| vodič | dielektrikum | |
| Prítomnosť voľných elektrónov | Prítomné vo veľkom počte | Chýbajúce alebo prítomné, ale veľmi málo |
| Schopnosť materiálov viesť elektrický prúd | Správa sa dobre | Nespúšťa alebo je prúd mierne malý |
| Čo sa stane, keď sa privedie napätie | Prúd prechádzajúci vodičom sa zvyšuje podľa Ohmovho zákona | Prúd prechádzajúci dielektrikom sa mierne mení a keď sa dosiahne určitá hodnota, dôjde k elektrickému výpadku |
| materiály | Zlato, striebro, meď a jej zliatiny, hliník a zliatiny, železo a iné | Ebonit, fluórplast, guma, sľuda, rôzne plasty, polyetylén a ďalšie materiály |
| odpor | od 10-5 do 10-8 stupňov Ohm / m | 1010 - 1016 Ohm / m |
| Vplyv nečistôt na odolnosť materiálu | Nečistoty znižujú vodivosť materiálu, čo zhoršuje jeho vlastnosti | Nečistoty zlepšujú vodivosť materiálu, čo ovplyvňuje jeho vlastnosti |
| Zmena vlastností so zmenou teploty okolia | S rastúcou teplotou - odpor stúpa, so znižovaním - klesá. Pri veľmi nízkych teplotách - supravodivosť. | S rastúcou teplotou - odpor klesá. |
