Il est connu que dans une substance placée dans un champ électrique, lorsqu’elle est exposée aux forces de ce champ, il se forme un mouvement d’électrons libres ou d’ions dans la direction des forces de champ. En d'autres termes, un courant électrique se produit dans la substance.
La propriété qui détermine la capacité d’une substance à conduire un courant électrique est appelée "conductivité électrique". La conductivité électrique dépend directement de la concentration de particules chargées: plus la concentration est élevée, plus la conductivité électrique est élevée.
Selon cette propriété, toutes les substances sont divisées en 3 types:
- conducteurs.
- diélectriques.
- semi-conducteurs.
Description des conducteurs
Les conducteurs possèdentla conductivité électrique la plus élevéeparmi tous les types de substances. Tous les conducteurs sont divisés en deux grands sous-groupes:
- Métaux(cuivre, aluminium, argent) et leurs alliages.
- Électrolytes(solution aqueuse de sel, d'acide).
Dans les substances du premier sous-groupe, seuls les électrons sont capables de se déplacer, car leur communication avec les noyaux des atomes est faible et, par conséquent, ils en sont simplement séparés. Étant donné que dans le cas des métaux, l’apparition de courant est associée au mouvement des électrons libres, le type de conductivité électrique qu’ils contiennent est appelé électronique.
Connexion parallèle de conducteurs
Les conducteurs du premier sous-groupe sont utilisés dans les enroulements de machines électriques, de lignes électriques et de câbles. Il est important de noter que la pureté et l’absence d’impuretés ont une incidence sur la conductivité électrique des métaux.
Mouvementcourant électrique
Dans les substances du deuxième sous-groupe, lorsqu’une solution est appliquée, la molécule se désintègre en un ion positif et négatif. Les ions bougent à cause du champ électrique. Ensuite, lorsque le courant passe dans l'électrolyte, les ions se déposent sur l'électrode qui descend dans l'électrolyte. Le processus quand une substance est libérée d'un électrolyte sous l'influence d'un courant électrique est appelé électrolyse. Le processus d'électrolyse est généralement appliqué, par exemple, lorsqu'un métal non ferreux est extrait d'une solution de son composé ou lorsque le métal est recouvert d'une couche protectrice d'autres métaux.
Description des diélectriques
Les diélectriques sont également appelés substances isolantes électriques.
Toutes les substances isolantes électriques ont la classification suivante:
- Selon l'état d'agrégation, les diélectriques peuvent être liquides, solides et gazeux.
- Selon le mode de production - naturel et synthétique.
- Selon la composition chimique - organique et inorganique.
- Selon la structure des molécules, neutre et polaire.
Il s'agit notamment de gaz (air, azote, gaz), d'huile minérale, de tout caoutchouc et de tout matériau céramique. Ces substances se caractérisent par leur capacitéà se polariser dans un champ électrique . La polarisation est la formation de charges à la surface d'une substance présentant des signes différents.
Exemple diélectrique
Dans les diélectriquescontient un petit nombre d'électrons libres, tandis que les électrons ont un lien fort avec les noyaux atomiques et ne s'en détachent que très rarement. Cela signifie que ces substances n'ont pas la capacité de conduire du courant.
Cette propriété est très utile dans la fabrication de produits utilisés dans la protection contre le courant électrique: gants diélectriques, tapis, bottes, isolants pour équipements électriques, etc.
Sur les semi-conducteurs
Un semi-conducteur joue le rôlede substance intermédiaire entre un conducteur et un diélectrique . Les représentants les plus en vue de ce type de substances sont le silicium, le germanium et le sélénium. En outre, des éléments du quatrième groupe du tableau périodique de Dmitry Ivanovich Mendeleev sont généralement affectés à ces substances.
Semi-conducteurs: silicium, germanium, sélénium
Les semi-conducteurs ont une conductivité «trouée» supplémentaire, en plus de la conductivité électronique. Ce type de conductivité dépend de nombreux facteurs environnementaux, notamment la lumière, la température, les champs électriques et magnétiques.
Il existe de faibles liaisons covalentes dans ces substances. Lorsqu'elle est exposée à l'un des facteurs externes, la liaison est détruite, après quoi la formation d'électrons libres se produit. Dans ce cas, lorsque l'électron est détaché, un «trou» libre reste dans la liaison covalente. Les "trous" libres attirent les électrons voisins et cette action peut donc être réalisée indéfiniment.
Augmenter la conductivité des semi-conducteursles substances peuvent être en les rendant différentes impuretés. Cette technique est largement utilisée dans l'électronique industrielle: diodes, transistors, thyristors. Examinons plus en détail les principales différences entre les conducteurs et les semi-conducteurs.
Quelle est la différence entre un conducteur et un semi-conducteur?
La principale différence entre un conducteur et un semi-conducteur réside dans sa capacité à conduire du courant électrique. Le conducteur est beaucoup plus élevé.
Lorsque la température augmente, la conductivité des semi-conducteurs augmente également. la conductance des conducteurs avec l'augmentation devient moins.
Dans les conducteurs purs, dans les conditions normales, un nombre beaucoup plus grand d'électrons sont libérés lors du passage du courant que dans les semi-conducteurs. Dans le même temps, l'ajout d'impuretés réduit la conductivité des conducteurs, mais augmente la conductivité des semi-conducteurs.
