Које супстанце проводе струју

Као што знате, уређено кретање носилаца електричног набоја назива се електрична струја. Електрони могу деловати као такви носиоци наелектрисања — у металима, полупроводницима и гасовима; јони — у електролитима и гасовима; а у полупроводницима, рупе такође делују као носиоци електричног наелектрисања — непопуњене валентне везе у атомима једнаке по величини наелектрисању електрона, али са позитивним наелектрисањем.

Постављајући питање које супстанце проводе електрична енергија, мораћемо да спекулишемо о томе шта уопште изазива струју, наиме, о присуству наелектрисаних честица у одређеним супстанцама. Овде нећемо разматрати струју пристрасности, јер то није струја проводљивости и стога није директно релевантна за ово питање.

Тачно, метали су главни проводници електричне струје у читавој модерној електротехници. Метале карактерише слаба веза валентних електрона, односно електрона спољашњих енергетских нивоа атома, са језгрима ових атома.

И управо због слабости ових веза, када се из неког разлога у проводнику појави разлика потенцијала (вртлог електричног поља или примењеног напона), ови електрони почињу да се крећу лавином у једном или другом правцу, електрони проводљивости се крећу унутар проводника. кристална решетка, као кретање «електронског гаса».

Типични представници металних проводника: бакар, алуминијум, волфрам.

Даље низ листу - полупроводници… Полупроводници, у својој способности да проводе електричну струју, заузимају средњу позицију између проводника као што су бакарне жице и диелектрика као што је плексиглас. Овде је један електрон везан за два атома одједном — атоми су у ковалентним везама један са другим — стога, да би било који појединачни електрон за који се сматра да се креће, стварајући струју, прво мора да прими енергију да би схватио своју способност да напусти атом који си

На пример, полупроводник се може загрејати и неки од електрона ће почети да напуштају своје атоме, тј. услов за постојање струје — у кристалној решетки ће се појавити слободни носиоци — електрони и рупе (на месту одакле је електрон отишао, прво остаје празан простор са позитивним наелектрисањем — рупа, коју затим заузима електрон другог атома) . Истакнути представници чистих полупроводника су: германијум, силицијум, бор. Овде не гледамо на односе.

Електролити су такође способни да проводе струју због присуства слободних носилаца наелектрисања у њима. Али електролити су проводници друге врсте. Слободни носиоци наелектрисања у електролитима су јони (позитивни јони се називају катјони, негативни јони се називају ањони).

Катјони и ањони настају овде услед процеса електролитичке дисоцијације (разлагања молекула на делове — на одвојене јоне) киселина, база, база у њиховим растворима или топљењима. Истовремено са дисоцијацијом, јони се поново повезују са молекулима - то се назива динамичка равнотежа у електролиту. Пример електролита је 40% раствор сумпорне киселине у води.

Коначно, плазма — јонизовани гас — је четврто стање агрегације материје.У плазми електрични набој носе електрони, као и катјони и ањони који настају када се гас загреје или када је изложен рендгенском, ултраљубичастом зрачењу. , или другог зрачења (или под дејством загревања и зрачења). Плазма је квази-неутрална, то јест, унутар ње у малим запреминама укупно наелектрисање је свуда једнако нули. Али због покретљивости честица гаса, плазма је и даље у стању да спроводи електричну енергију.

У принципу, плазма штити спољашње електрично поље, пошто су наелектрисања у њему раздвојена овим пољем, али због чињенице да је присутно топлотно кретање носилаца наелектрисања, на малим размерама квазинеутралност плазме је нарушена а плазма практично стиче способност да спроводи електричну струју . Сав међузвездани простор у свемиру испуњен је плазмом, а саме звезде су направљене од плазме.