Почему некоторые материалы проводят электрический ток
Перейти к содержимому

Почему некоторые материалы проводят электрический ток

  • автор:

Почему некоторые материалы проводят электрический ток

Металлы считаются проводниками первого рода, которые проводят электрический ток, не изменяя своего химического состава, в отличие от проводников второго рода (расплавы, растворы), изменяющих состав. Причем, подвижность ионов значительно (в сотни тысяч раз) ниже, чем электронов.
Электропроводность разных металлов различна. Наиболее высокая она у серебра. Если принять ее за 100 %, то относительная электропроводность меди равна 91–92; алюминия – 50; железа – 12 %.

При повышении температуры электропроводность металла уменьшается. По-видимому, причиной этого являются увеличивающиеся при нагревании тепловые колебания ионов кристаллической решетки, препятствующие свободному перемещению электронов и повышение хаотического движения электронов.
При понижении температуры, наоборот, электропроводность металлов увеличивается сначала линейно, а при низких температурах необычайно быстро. При температуре, близкой к абсолютному нулю, у некоторых из них наблюдается явление сверхпроводимости.
Многие металлы способны испускать электроны под действием электромагнитных волн, что получило название фотоэлектрического эффекта.

Какие вещества проводят электрический ток

Как известно, электрическим током называется упорядоченное движение носителей электрического заряда. Такими носителями заряда могут выступать электроны — в металлах, в полупроводниках и в газах; ионы — в электролитах и в газах; а в полупроводниках носителями электрического заряда выступают еще и дырки — незаполненные валентные связи в атомах, равные по модулю заряду электрона, но имеющие положительный заряд.

Какие вещества проводят электрический ток

Задаваясь вопросом о том, какие же вещества проводят электрический ток, нам придется порассуждать о том, благодаря чему в первую очередь возникает ток, а именно — о наличии в тех или иных веществах заряженных частиц. Ток смещения рассматривать здесь не будем, поскольку он не является током проводимости, и поэтому не относится напрямую к данному вопросу.

Медная проволока

По праву главными проводниками электрического тока во всей современной электротехнике выступают металлы. Для металлов характерна слабая связь валентных электронов, то есть электронов внешних энергетических уровней атомов, с ядрами этих атомов.

И как раз благодаря слабости данных связей, при возникновении по какой-нибудь причине в проводнике разности потенциалов (вихревое электрическое поле или приложенное напряжение), электроны эти начинают лавинообразно перемещаться в ту или иную сторону, возникает движение электронов проводимости внутри кристаллической решетки, словно движение «электронного газа».

Характерные представители металлических проводников: медь, алюминий, вольфрам.

Полупроводники

Далее по списку — полупроводники. Полупроводники, по способности проводить электрический ток, занимают промежуточное положение между проводниками вроде медных проводов и диэлектриками вроде оргстекла. Здесь один электрон связан сразу с двумя атомами — атомы находятся в ковалентных связях друг с другом — поэтому для того чтобы каждый отдельно рассматриваемый электрон начал двигаться создавая ток, ему сначала необходимо получить энергию для реализации возможности покинуть свой атом.

Например, полупроводник можно нагреть, и некоторые из электронов начнут покидать свои атомы, то есть возникнет условие для существования тока — в кристаллической решетке появятся свободные носители заряда — электроны и дырки (на месте откуда электрон ушел, сначала остается вакантное пустое место с положительным зарядом — дырка, которое затем занимается электроном из другого атома). Яркими представителями чистых полупроводников являются: германий, кремний, бор. Соединения здесь не рассматриваем.

Электролит

Электролиты тоже способны проводить ток благодаря наличию в них свободных носителей заряда. Но электролиты — это проводники второго рода. Свободными носителями заряда в электролитах являются ионы (положительные ионы называются катионами, отрицательные — анионами).

Катионы и анионы образуются здесь благодаря процессу электролитической диссоциации (распаду молекул на части — на отдельные ионы) кислот, щелочей, оснований в их растворах или расплавах. Одновременно с диссоциацией протекает ассоциация ионов снова в молекулы — это называется динамическим равновесием в электролите. Пример электролита — 40% раствор серной кислоты в воде.

Плазма

Наконец, плазма — ионизированный газ — четвертое агрегатное состояние вещества. В плазме электрический заряд переносится электронами, а также катионами и анионами, образуемыми благодаря нагреванию газа или под действием на него рентгеновского, ультрафиолетового или другого излучения (либо под действием одновременно и нагревания и излучения). Плазма квазинейтральна, то есть внутри нее в малых объемах суммарный заряд всюду равен нулю. Но в силу подвижности частиц газа, плазма все же способна проводить электрический ток.

Вообще плазма экранирует внешнее электрическое поле так как в ней разделяются этим полем заряды, но в силу того, что тепловое движение носителей заряда присутствует, на малых масштабах квазинейтральность плазмы нарушается, и плазма практически получает способность проводить электрический ток. Все межзвездное пространство во вселенной заполнено плазмой, и сами звезды состоят из плазмы.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Почему происходят землетрясения, какие материалы проводят электричество и другое: рубрика интересных фактов

В этой рубрике «Крымская газета» рассказывает вам, уважаемые читатели, об интересных фактах, отвечает на самые разнообразные и удивительные вопросы, какие только могли бы у вас возникнуть.

Почему происходят землетрясения и как они предсказываются?

Землетрясения происходят из-за движений тектонических плит. Эти движения могут вызывать разрывы и трещины в земной коре. Предсказать точное время и место землетрясения очень сложно, поскольку это зависит от многих факторов. Однако существуют различные методы мониторинга и изучения паттернов землетрясений, которые могут помочь в предсказании возможных толчков в определённых регионах и прогнозировании их вероятности. Один из таких методов – это наблюдение за землетрясениями, которые происходят в разных частях мира, и анализ их характеристик. Также используются методы геологического моделирования и изучения строения земной коры. Однако надёжный метод предсказания землетрясений, позволяющий обозначать их точное время и место, пока не разработан.

Почему одни материалы проводят электричество, а другие – нет?

Материалы, которые имеют свободно движущиеся электроны, такие как металлы, могут проводить электрический ток, потому что электроны могут передаваться от атома к атому, образуя электрический поток. Однако в некоторых материалах, таких как диэлектрики (например, резина или стекло), электроны связаны с атомами и молекулами и не могут свободно передвигаться, чтобы создать электрический ток. Эти материалы являются плохими проводниками электричества. Также существуют материалы, которые могут проводить электричество только при определённых условиях, например, полупроводники, такие как кремний или германий. Они имеют большую концентрацию свободных электронов, но не настолько большую, как металлы, и могут проводить электрический ток только при наличии некоторой внешней энергии, например, при подаче электрического поля.

Почему сукно на бильярдном столе зелёного цвета?

Традиционный зелёный цвет для изготовления бильярдного сукна выбрали из-за того, что первое время игру проводили на лужайках, этим была подчёркнута вся история бильярда. Но существует и другая версия. Считают, что зелёный цвет был выбран из-за его широкого использования в других азартных играх. Однако на сегодняшний момент доказано: зелёный цвет благотворно влияет на зрение, глаза отдыхают во время игры.

Зачем петухам гребень на голове?

Гребень показывает не только привлекательность самца для самки, но и состояние его здоровья. Учёные обнаружили, что у здоровых петухов гребень большой и имеет яркий цвет. У больных же птиц гребень становится меньше и бледнее.

Почему кашель усиливается ночью?

Когда человек находится в горизонтальном положении, слизь скапливается в носоглотке, дыхательные пути не очищаются. При насморке выделения из носа и околоносовых пазух стекают в глотку и вызывают кашлевой рефлекс, поэтому кашель мучит во сне, особенно когда мы переворачиваемся с боку на бок, и по утрам, когда встаём с кровати. Усиливать кашель могут пыль и сухость воздуха. Это особенно актуально в квартирах с центральным отоплением. Сухой и горячий воздух раздражает слизистые и провоцирует приступы. Подготовила Светлана ТЕРЕЩЕНКО

почему одни материалы являются проводниками а другие изоляторами

Атомы проводников легко отдают свои электроны при появлении электрического поля. У изоляторов же связь электоронов с атомными ядрами более сильная, чем у проводников. При высоком напряжении может наступить пробой диэлектрика.

Остальные ответы
такие физические свойства.

Все материалы проводят ток .Но некоторые проводят хорошо, а некоторые плохо. Вот человек и разделил их условно на хорошие проводники и плохие. Накоторые удобно использовать, как проводники .а некоторые лучше использовать, как изоляторы.

Проводники — это материалы, которые проводят электрический ток, а изоляторы (их еще называют диэлектриками) — не проводят.
Проводниками называют также материалы, которые имеют заряженные частицы (свободные электроны в металлах, катионы, анионы) , именно они проводят электрический ток. Проводниками могут быть металлы, газы, раствор электролитов и др. Изоляторы не имеют заряженных частиц, они нейтральные, поэтому они и не проводят эл. ток.

Это зависит от того, насколько сильно электрон притягивается к своему атому — и насколько сильно к соседу.
Если эти силы близки — электронная волна размывается между двумя.. . а потом и между ВСЕМИ атомами, и электрон может путешествовать по критсталлической решётке как хочет. Такое вещество называется МЕТАЛЛОМ и является хорошим электронным проводником

Если электрон сильнее притягивается к своему атому, но всё-таки немножко и к соседу — он уже без дополнительной энергии путешествовать не может. И при -273оС никакой проводимости нет. Но вот при «высокой» (например — комнатной 🙂 температуре элетрон получает достаточно энергии, чтобы вылететь из своего атома и притянуться к соседу — и материал начинает проводить ток.
Такие вещества называются ПОЛУПРОВОДНИКАМИ
Ну а если связь ОЧЕНЬ сильная (больше 4-5 электронвольт) — то тепловой энергии уже недостаточно — и материал — изолятор. Правда если такой изолятор сильно нагреть, и он ещё не расплавится — он может стать полупроводником 🙂

может я и ошибаюсь-наличаем свободных электронов

В проводниках — есть свободные электроны. (то есть электроны, которые могут свободно путешествовать между атомами) а в изоляторах — нет.
А электрический ток — это движение электронов. Следовательно, в 1-ых он возникает, а во вторых нет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *