Проводит ток медь: Ничего не найдено для d1 87 d1 82 d0 be d0 bb d1 83 d1 87 d1 88 d0 b5 d0 bf d1 80 d0 be d0 b2 d0 be d0 b4 d0 b8 d1 82 d1 82 d0 be d0 ba d0 b0 d0 bb d1 8e d0 bc d0 b8 d0 bd d0 b8 d0 b9 d0 b8 d0 bb d0 b8

alexxlab | 06.11.1993 | 0 | Разное

Содержание

Алюминий проводит электрический ток или нет

Алюминий проводит ток, кроме того, металл является одним из лучших существующих проводников. Из него изготавливают токопроводящие шины, кабельные наконечники и гильзы, кабель для воздушных линий электропередач, СИП (самонесущий изолированный провод) и провода меньшего сечения (для бытовых или производственных нужд), коаксиальный телевизионный кабель.  

Разновидности алюминиевого электрического кабеляИсточник ru.prom.st

Сопротивление металла

Алюминий хорошо проводит ток, это металл, обладающий малым удельным весом, легко поддающийся литью и иным способам обработки. Показатель электропроводности ставит его на 4 место, уступая лишь серебру, меди и золоту.

Интересно! Хотя по ряду характеристик алюминий лучше меди, в условиях долгосрочной эксплуатации он не так предпочтителен из-за высокой хрупкости и ломкости.


Освещение участка загородного дома: виды, экономные варианты, требования и схемы

Относительно показателя сопротивления алюминия, в электротехнической отрасли различают 2 термина:

  • Значение электропроводности, величина которого характеризует скорость передачи электрического тока из пункта «А» в пункт «Б». Чем выше цифра, тем лучше металл осуществляет транспортировку напряжения. Например, при температуре 20°С, меди свойственно значение 59,5 млн. См/м (Сименс на метр). Алюминию всего 38 млн. см/м.
  • Показатель электросопротивления. Чем больше значение, тем сложнее передаётся электричество. Удельный показатель медного провода равен 1,01724-0,0180 мкОм/м (микроОм – метр), алюминиевого – 0,0262-0,0295 мкОм/м.
Подключение электроснабжения коттеджа с помощью электрического кабеля СИП 2х16Источник pbs.twimg.com

Важно! Одним словом, алюминий хороший проводник тока. Имеет отличные показатели проводимости и сопротивления, но всё же уступает меди.

Иные свойства

Сегодня алюминия производится практически в 2 раза больше, чем меди. А в сравнении со всеми добываемыми металлами, он уступает только стали. Это подтверждает, что с каждым годом электротехническая отрасль наращивает обороты его использования. Объясняется это целым рядом причин, которые мы рассмотрим далее.

Электрические показатели алюминия

Согласно «Международному стандарту по отожженной меди» (IACS), последней присвоен показатель в 100% проводимости. В соответствии с вышеперечисленной информацией, алюминий проводит электричество лишь со значением в 61% в эквиваленте общепринятому стандарту.

Таким образом, равное процентное соотношение будет достигнуто только при больших поперечных сечениях. В виду того, что медь существенно тяжелее алюминия, такой «увеличенный» в массе проводник всё равно окажется легче медного.

Сравнительная плотность алюминия и медиИсточник aluminium-guide.com

Этот факт доказан путём сложных математических расчётов, результат которых показывает, что 1 кг. алюминия обеспечивает равную скорость проводимости, что 2 кг. меди. Потому, если этого не требуют определённые технические условия к размеру проводников, медь заменяется алюминием.

Полезно! Если для использования в домашней проводке вес электрического провода особой роли не имеет, то в применении на ВЛЭ (воздушных линиях электропередач) масса токоведущих жил сказывается значительно. Поэтому берётся тот, который легче, то есть алюминиевый.

Показатель прочности

При условии одинакового сечения медные жилы прочнее алюминиевых. Хотя, этот показатель легко увеличить за счёт легирования или термомеханической обработки, либо увеличить сечение.

Таблица отображает, что алюминий в 2 раза слабее на разрывИсточник aluminium-guide.com

Значения, приведённые в таблице, показывают, что алюминий проводит ток, но уступает меди в показателе «на разрыв». Тем не менее, он способен выдерживать собственный вес и не так перегружает опоры ВЛЭ, как медный.

Помимо этого, прессование алюминия подразумевает получение поперечных сечений сложных форм, чего нельзя получить из стали. Исходя из таких объективных причин новые элементы могут быть сконструированы так, что они окажутся наиболее эффективными в сравнении с допустимыми аналогами из других материалов.


Особенности удачной организации освещения кухни

Стойкость к коррозии

Алюминий не требует дополнительного окрашивания или покрытия цинком с целью защиты от коррозии. Естественное покрытие оксида предохраняет металл от последующего контакта с кислородом в воздухе и не допускает его дальнейшего окисления.

Интересно! При механическом повреждении защитного оксидного слоя, он мгновенно восстанавливается естественным путём

Срок службы

Продолжительность эксплуатации зависит от целого ряда условий. В первую очередь это температура и влажность. Хотя официально и озвучиваются цифры в 30 лет для меди и 15 для алюминия, на практике кабеля «отрабатывают» гораздо больше. В качестве примера можно привести дома сталинской или хрущёвской постройки. В некоторых из них до сих пор сохранилась «родная» электропроводка. Однако официальная информация озвучивается именно такими сроками.

Электропроводка, которая уже становилась причиной возгоранияИсточник мособлжилсервис.рф

Интересно! Иногда высказывается мнение, что такая электропроводка в доме опасна и может привести к возгоранию в результате перегрева контактов. Но такое может произойти с любым металлом, а причина скрывается не в его свойствах, а в плохом соединении или перегрузке линии. Аналогичные инциденты часто случаются в домах советской постройки. При проектировании квартир в 70-80-е гг. прошлого века никто не предполагал, что через несколько десятилетий они окажутся «наполнены» электроприборами, требующими большего сечения.

Преимущества и недостатки алюминиевой проводки

Повальное применение алюминиевой проводки практиковалось в зданиях старой постройки. Основный критерий в те времена был – лёгкая доступность и низкая себестоимость металла. Вероятности недостатка сечения кабеля в те времена не рассматривались из-за отсутствие электрической бытовой техники в квартирах среднестатистических граждан.

Разновидности СИП-кабеля для подключения коттеджаИсточник yandex.net

Положительные факторы

Небольшая масса алюминиевого провода делает его популярным при монтаже высоковольтных линий электропередач. Это условие уже озвучивалось ранее, поэтому рассмотрим ещё ряд иных аспектов:

  • Сравнительно низкая цена металла и изделий из него. Этот фактор играет роль при прокладывании длинных линий. Например, для полной электрификации загородного дома может понадобиться более 1 000 м. провода.
  • Стойкость к химическим окислениям. Это условие актуально с учетом того, что жилы скрыты пластмассовой изоляцией.
  • Стойкость участков, не имеющих изоляции. Как упоминалось ранее, на поверхности алюминия образуется защитная плёнка, которая не допускает возникновения окислительных процессов.
Высковольтная линия с напряжением 35кВИсточник cdn.pixabay.com
Эклектика в интерьере: как создать стильную и уютную комнату

Недостатки металла

Несмотря на то, что алюминий проводит ток и имеет ещё целый спектр отличительных характеристик, повсеместного использования такой проводки не произошло по следующим причинам:

  • Металлу свойственен высокий показатель удельного сопротивления с соответственной склонностью к нагреву и последующему возгоранию. В связи с этим для электрификации коттеджа не рекомендуется использовать алюминиевый провод с сечением менее 16 мм.
  • При постоянно нагрузке (длительном подключении энергопотребителей), ослабляются контакты. Объясняется этот факт частым нагревом и остыванием участков.
  • Алюминиевые жилы намного быстрее переламываются в результате изгиба, что существенно снижает срок службы.
Опасная скрутка медной и алюминиевой жилыИсточник uelektrika.ru

Медь и алюминий

Необходимость замены участка электропроводки может возникнуть при разных обстоятельствах (при повреждении, прокладке дополнительной ветви, иных причинах). В этой ситуации соединяется «медь с медью» или «медь с алюминием». Контакты из разных металлов требуют особого внимания, а причина кроется в следующем:

  • Отличаются разным удельным сопротивлением. Даже прочно закрученный контакт со временем ослабнет из-за склонности алюминия к тепловому расширению.
  • Медь также имеет оксидную защитную плёнку. Однако от алюминиевой она отличается разным сопротивлением, в результате чего это отражается в повышении температуры контакта.
Безопасный контакт меди и алюминияИсточник мособлжилсервис.рф

Важно! Находящиеся под нагрузкой соединения способны стать источником появления искр, что негативно сказывается на пропускной способности жилы и может стать причиной возникновения пожара.

Способы соединения алюминиевого и медного проводаИсточник uk-parkovaya.ru

Соединение медного и алюминиевого провода допустимо. Однако для этого необходимо придерживаться следующих способов:

  • Предварительно залудить медь паяльником и припоем.
  • Обработать контакт специальной антиокислительной смазкой.
  • Использовать специальные металлические приспособления (переходники): «Орешек»; Выполнено из 3 параллельных пластин, в которым между крайними закладывается токоносящая жила; Клеммные самозажимные или винтовые колодки; Опрессовка; Болтовое соединение; Пружинные клеммы.
Соединение СИП и алюминиевого кабеляИсточник www.volt-m.ru
Как спрятать провода на стене красиво: практичные и стильные идеи маскировки

Заключение

Алюминий проводит ток, кроме того, металл является отличным и надёжным проводником. Кроме того, все существующие линии электропередач (в том числе и высоковольтные) изготовлены из него. Также он может использоваться для электрификации коттеджа и прокладки внутренних коммуникаций. Единственное, на что следует обратить внимание – соответствие сечения кабеля заявленным мощностям будущих потребителей.

Классификация материалов по отношению к способности проводить электрический ток

При появлении в нашей жизни электричества, мало кто знал о его свойствах и параметрах, и в качестве проводников использовали различные материалы, было заметно, что при одной и той же величине напряжения источника тока на потребителе было разное значение напряжения. Было понятно, что на это влияет вид материала применяемого в качестве проводника. Когда ученные занялись вопросом по изучению этой проблемы они пришли к выводу, что в материале носителями заряда являются электроны. И способность проводить электрический ток обосабливается наличием свободных электронов в материале. Было выяснено, что у некоторых материалов этих электронов большое количество, а у других их вообще нет. Таким образом существуют материалы, которые хорошо проводят электрический ток, а некоторые не обладают такой способностью.
Исходя из всего выше сказанного, все материалы поделились на три группы:

  • проводники;
  • полупроводники;
  • диэлектрики;

 Каждая из групп нашла широкое применение в электротехнике.

Проводники

Проводниками являются материалы, которые хорошо проводят электрический ток, их применяют для изготовления проводов, кабельной продукции, контактных групп, обмоток, шин, токопроводящих жил и дорожек. Подавляющее большинство электрических устройств и аппаратов выполнена на основе проводниковых материалов. Мало того, скажу, что вся электроэнергетика не могла б существовать не будь этих веществ. В группу проводников входят все металлы, некоторые жидкости и газы.

Так же стоит упомянуть, что среди проводников есть супер проводники, сопротивление которых практически равно нулю, такие материалы очень редки и дороги. И проводники с высоким сопротивлением — вольфрам, молибден, нихром и т.д. Такие материалы используют для изготовления резисторов, нагревательных элементов и спиралей осветительных ламп.

 Но львиная доля в электротехнической сфере принадлежит рядовым проводникам: медь, серебро, алюминий, сталь, различные сплавы этих металлов. Эти материалы нашли самое широкое и огромное применение в электротехнике, особенно это касается меди и алюминия, так как они сравнительно дешевы, и их применение в качестве проводников электрического тока наиболее целесообразно. Даже медь ограничена в своем использовании, её применяют в качестве обмоточных проводов, многожильных кабелях, и более ответственных устройствах, еще реже встречаются медные шинопроводы. А вот алюминий считается королем среди проводников электрического тока, пускай он обладает более высоким удельным сопротивлением чем медь, но это компенсируется его весьма низкой стоимостью и устойчивостью к коррозии. Он широко применяется в электроснабжении, в кабельной продукции, в воздушных линиях, шинопроводах, обычных проводах и т.д.  

 

Полупроводники

Полупроводники, что-то среднее между проводниками и полупроводниками. Главной их особенностью является их зависимость проводить электрический ток от внешних условий. Ключевым условием является, наличие различных примесей в материале, которые как раз-таки обеспечивают возможность проводить электрический ток. Так же при определенной компоновку двух полупроводниковых материалов. На основе этих материалов на данный момент, произведено множество полупроводниковых устройств: диоды, светодиоды, транзисторы, семисторы, тиристоры, стабисторы, различные микросхемы. Существует целая наука, посвященная полупроводникам и устройствам на их основе: электронная техника. Все компьютеры, мобильные устройства. Да что там говорить, практически вся наша техника содержит в себе полупроводниковые элементы.

К полупроводниковым материалам относят: кремний, германий, графит, графен, индий и т.д.

Диэлектрики

Ну и последняя группа материалов, это диэлектрики, вещества не способные проводить электрический ток.  К таким материалам относят: дерево, бумага, воздух, масло, керамика, стекло, пластмассы, полиэтилен, поливинилхлорид, резина и т.д.  Диэлектрики получили широкое применение благодаря своим качествам. Их применяют в качестве изолирующего материала. Они предохраняют соприкосновение двух токоведущих частей, не допускают прямого прикосновения человека с этими частями. Роль диэлектриком в электротехнике не менее важна чем роль проводников, так как обеспечивают стабильную, безопасную работу всех электротехнических и электронных устройств. У всех диэлектриков существует предел, до которого они не способны проводить электрический ток, его называют пробивным напряжением. Это такой показатель, при котором диэлектрик начинает пропускать электрический ток, при этом происходит выделение тепла и разрушение самого диэлектрика. Это значение пробивного напряжения для каждого диэлектрического материала разное и приведено в справочных материалах. Чем он выше, тем лучше, надежней считается диэлектрик.

Параметром, характеризующим способность проводить электрический ток является удельное сопротивление R, единица измерения [Ом] и проводимость, величина обратная сопротивлению. Чем выше этот параметр, тем хуже материал проводит электрический ток. У проводников он равен от нескольких десятых, до сотен Ом.  У диэлектриков сопротивление достигает десятков миллионов ом.

Все три вида материалов нашли широкое применение в электроэнергетике и электротехнике. А так же тесно взаимосвязаны друг с другом.

 

Что проводит ток лучше серебро или медь

Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям. Читайте в номере. Факт дня моржей прибыло на Ямал. Адрес: г. Москва , ул. Мясницкая, д.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Испытание веществ на электрическую проводимость

Удельная проводимость металлов и сплавов


Классическая теория электропроводности металлов зародилась в начале ХХ века. ЕЕ основоположником стал немецкий физик Карл Рикке. Он опытным путем установил, что прохождение заряда через металл не сопряжено с переносом атомов проводника, в отличие от жидких электролитов. Однако это открытие не объяснило, что именно является носителем электрических импульсов в структуре металла. Ответить на это вопрос позволили опыты ученых Стюарта и Толмена, проведенные в году. Им удалось установить, что за перенос электричества в металлах отвечают мельчайшие заряженные частицы — электроны.

Это открытие легло в основу классической электронной теории электропроводности металлов. С этого момента началась новая эпоха исследований металлических проводников. Благодаря полученным результатам мы сегодня имеем возможность пользоваться бытовыми приборами, производственным оборудованием, станками и многими другими устройствами.

Электронная теория электропроводности металлов получила развитие в исследованиях Паулю Друде. Он сумел открыть такое свойство как сопротивление, которое наблюдается при прохождении электрического тока через проводник.

В дальнейшем это позволит классифицировать разные вещества по уровню проводимости. Из полученных результатов легко понять, какой металл подойдет для изготовления того или иного кабеля.

Это очень важный момент, так как неправильно подобранный материал может стать причиной возгорания в результате перегрева от прохождения тока избыточного напряжения. Наибольшей электропроводностью обладает металл серебро. Но изготавливать проводку из серебра очень дорого, так как это довольно редкий металл, который используется в основном для производства ювелирных и декоративных украшений или инвестиционных монет.

Металл, обладающий самой высокой электропроводностью среди всех элементов неблагородной группы — медь. Медь является одним из наиболее распространенных проводников, которые используются в бытовых и производственных целях. Она хорошо выдерживает постоянные электрические нагрузки, отличается долговечностью и надежностью.

Высокая температура плавления позволяет без проблем работать долгое время в нагретом состоянии. По распространенности с медью может конкурировать только алюминий, который занимает четвертое место по электропроводности после золота. Он используется в сетях с невысоким напряжением, так как имеет почти вдвое меньшую температуру плавления, чем медь, и не способен выдерживать предельные нагрузки.

С дальнейшим распределением мест можно ознакомиться, взглянув на таблицу электропроводности металлов. Стоит отметить, что любой сплав обладает гораздо меньшей проводимостью, чем чистое вещество. Это связано со слиянием структурной сетки и как следствие нарушением нормального функционирования электронов. Все приведенные показатели являются удельной электропроводностью металлов, которая рассчитывается как отношение между плотностью тока и величиной электрического поля в проводнике.

Основные положения теории электропроводности металлов содержат шесть пунктов. Первый: высокий уровень электропроводности связан с наличием большого числа свободных электронов. Второй: электрический ток возникает путем внешнего воздействия на металл, при котором электроны из беспорядочного движения переходят в упорядоченное. Третий: сила тока, проходящего через металлический проводник, рассчитывается по закону Ома.

Четвертый: различное число элементарных частиц в кристаллической решетке приводит к неодинаковому сопротивлению металлов. Пятый: электрический ток в цепи возникает мгновенно после начала воздействия на электроны. Шестой: с увеличением внутренней температуры металла растет и уровень его сопротивления. Природа электропроводности металлов объясняется вторым пунктом положений. В спокойном состоянии все свободные электроны хаотическим образом вращаются вокруг ядра.

В этот момент металл не способен самостоятельно воспроизводить электрические заряды. Но стоит лишь подключить внешний источник воздействия, как электроны мгновенно выстраиваются в структурированной последовательности и становятся носителями электрического тока. С повышением температуры электропроводность металлов снижается. Это связано с тем, что слабеют молекулярные связи в кристаллической решетке, элементарные частицы начинают вращаться в еще более хаотичном порядке, поэтому построение электронов в цепь усложняется.

Поэтому необходимо принимать меры по недопущению перегрева проводников, так как это негативно сказывается на их эксплуатационных свойствах. Механизм электропроводности металлов невозможно изменить ввиду действующих законов физики.

Но можно нивелировать негативные внешние и внутренние воздействия, которые мешают нормальному протеканию процесса. Электропроводность щелочных металлов находится на высоком уровне, так как их электроны слабо привязаны к ядру и легко выстраиваются в нужной последовательности. Но эта группа отличается невысокими температурами плавления и огромной химической активностью, что в большинстве случаев не позволяет использовать их для изготовления проводов.

Металлы с высокой электропроводностью в открытом виде очень опасны для человека. Прикосновение к оголенному проводу приведет к получению электрического ожога и воздействию мощного разряда на все внутренние органы. Зачастую это влечет мгновенную смерть. Поэтому для безопасности людей используются специальные изоляционные материалы. В зависимости от сферы применения они могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Но все типы предназначены для одной функции — изоляции электрического тока внутри цепи, чтобы он не мог оказывать воздействие на внешний мир.

Электропроводность металлов используется практически во всех сферах современной жизни человека, поэтому обеспечение безопасности является первоочередной задачей. При использовании электроприборов человек постоянно сталкивается с веществами, которые являются проводниками, полупроводниками и диэлектриками, не проводящими ток. Эти материалы отличаются степенью электропроводности.

Для того чтобы работать с бытовой техникой, необходимо знать все их особенности и характеристику. Выбрать лучший проводник электрического тока можно из металлов.

Проводниками тока называют те вещества, в которых количество свободных электрических зарядов превышает число связанных. Они могут начинать двигаться под влиянием внешней силы.

Состояние материалов может быть газообразным, твёрдым и жидким. Электричество может протекать по металлической проволоке, если её подключить между двумя проводниками с разными потенциалами. Ток переносят электроны, не связанные между собой атомами. Именно они способны охарактеризовать способность предмета пропускать через себя электрические заряды, или величину проводимости тока.

Основные носители электричества в природе — это ионы, дырки и электроны. Поэтому способность к проводимости делят на три вида:. Приложенное напряжение даёт возможность оценить качество проводника. Эту способность вещества называют ещё вольт-амперной характеристикой. После того как получилось разобраться с тем, что проводит электрический ток, нужно узнать особенности некоторых веществ.

Проводники могут быть разными — металлическая проволока, морская вода. Но в них ток различается, поэтому вещества делят на две группы:. К первым относят все металлы и углерод. Ко второму роду относят щелочи, кислоты, соляные расплавы — электролиты.

В них ток представляет упорядоченное движение отрицательных и положительных ионов. Электричество в таких материалах протекает при любом показателе напряжения.

В обычных условиях хороший проводник электрического тока — это изделие из золота, серебра, алюминия или меди. Их двух последних материалов изготавливают кабели, отличающиеся низкой стоимостью.

Качественное жидкое вещество, проводящее ток — ртуть, а также ток хорошо протекает через углерод. Но это вещество не обладает гибкостью, поэтому на практике его не применяют. Хотя физики недавно смогли представить углерод в форме графена, что позволило из его нитей изготавливать шнуры.

У графеновых изделий сопротивление такое, что оно является недопустимым для проводников. Их позволительно использовать только в нагревателях. В этом случае металлические провода из никеля и хрома проигрывают, так как они не могут выдержать очень высокую температуру. Спирали в лампах дневного света изготавливают из вольфрама. Этот материал способен накаливаться, так как вещество является тугоплавким. Во время протекания электричества проводник попадает под определённое воздействие.

Самое главное — это повышение температуры. А также выделяют некоторые химические реакции, которые могут изменить физические свойства вещества. Более всего такому влиянию подвергаются проводники второго рода. В них протекает химическая реакция, которую называют электролизом. Ионы веществ около электрических полюсов получают необходимый заряд и восстанавливают исходное состояние, которое было у них до образования щелочи, кислоты или соли. С помощью электролиза химики и физики могут получать чистые химические вещества из природного сырья.

Таким образом создают алюминий и другие виды металлов. Вещества первого и второго рода участвуют в других процессах, кроме проводимости электричества. К примеру, во время взаимодействия кислоты со свинцом возникает химическая реакция, которая вызывает выделение тока. По такому принципу работают все аккумуляторы. Проводники первой группы при контакте друг с другом могут изменяться. Медь и алюминий при эксплуатации нужно покрывать специальной оболочкой, иначе оба металла просто расплавятся.

Влажный воздух приведёт к тому, что произойдёт электрохимическая реакция. Некоторые проводники не могут оказывать электричеству сопротивление при холодном воздухе. Такое явление называют сверхпроводимостью, которая соответствует значению температуры, близкой к химическому состоянию жидкого гелия.

Но исследования привели к тому, что есть новые проводники с высокими показателями температуры.


Какие вещества проводят электрический ток

В чем состоят их особенности и каковы их отличительные свойства? Насколько опасными для здоровья человека могут быть их соединения? Каков принцип действия огнезащитных покрытий? Наиболее популярным является метод горячей оцинковки. Главная Плотность металлов и сплавов Твёрдость металлов Температура плавления металлов Удельная проводимость металлов. Какие на сегодняшний день существуют наиболее эффективные способы защиты металлов от коррозии?

Разные вещества проводят электрический ток по-ра Из металлов лучшие проводники электричества – серебро, медь, алюминий. Даже в обычной.

Проводники: Серебро, Медь, Алюминий, Железо, Золото, Никель, Вольфрам, Ртуть.

Когда электрический заряд подается на металл в определенных точках, электроны будут двигаться и пропускать электричество. Но какие же материалы являются наиболее качественными проводниками? Безусловно, это металлы, а какие именно, расскажем ниже. Серебро — лучший проводник электричества, поскольку он содержит большее количество подвижных атомов свободных электронов. Для того чтобы материал был хорошим проводником, электричество, прошедшее через него, должно перемещать электроны; чем больше свободных электронов в металле, тем больше его проводимость. Однако серебро дороже других материалов и обычно не используется, если оно не требуется для специализированного оборудования, такого как спутники или монтажные платы. Медь менее проводящая, чем серебро, но дешевле и обычно используется в качестве эффективного проводника в бытовых приборах.

Какой металл лучше проводит ток?

Switch to English регистрация. Телефон или email. Чужой компьютер. Thoisoi – группа для химиков.

Самые лучшие проводники электричества — металлы. Наиболее высокой электропроводностью отличаются серебро и медь, затем следуют золото, хром, алюминий, марганец, вольфрам и т.

Справочник химика 21

Самый лучший проводник тепла и электричества является также и самым отражающим из всех химических элементов. Главный недостаток серебра в том, что оно слишком дорогое. Единственная причина, почему в нашем электрооборудовании мы используем не серебряные, а медные провода, заключается в том, что медь — второй по проводимости элемент — намного дешевле. Помимо украшений, серебро главным образом используется в фотопромышленности, батарейках с длительным сроком эксплуатации и солнечных панелях. Серебро обладает любопытнейшей способностью стерилизовать воду. Причем требуется буквально крошечное количество — десять частей на миллиард.

Какие материалы проводят электрический ток

К материалам этого типа предъявляются следующие требования: минимальное значение удельного электрического сопротивления; достаточно высокие механические свойства главным образом предел прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве ; способность легко обрабатываться, что необходимо для изготовления проводов малых и средних сечений; способность образовывать контакты с малым переходным сопротивлением при пайке, сварке и других методах соединения проводов; коррозионная стойкость. Окисляется на воздухе медные провода на воздухе в условиях близости моря подвергается усиленной коррозии за счёт действия содержащихся в воздухе солей. Алюминий в 3,5 раза легче меди. Если из алюминия и меди сделать провода равного сопротивления, то провод из Al хоть и будет иметь сечение в 1,63 раза больше, но всё равно будет в 2 раза легче медного. Алюминий покрыт тонкой оксидной плёнкой, которая предохраняет его от дальнейшей коррозии на него не действует водяной пар, пресная и морская вода. Из-за плотной оксидной плёнки алюминий не паяется обычным способом, для этого нужны специальные припои и ультразвуковые паяльники. В месте контакта Al с другими металлами возникает большое переходное сопротивление и идёт усиленная коррозия, так как возникает гальваническая пара. Электрохимическая коррозия усиливается в присутствии влаги.

Лучшими проводниками электричества являются серебро и медь, худшими . плохо проводит теплоту и электрический ток в 10—12 раз хуже меди при.

Какой металл лучше проводит электрический ток

Серебро — один из наиболее дефицитных матералов, достаточно широко применяемый в электротехнике и электронике для высокочастотных кабелей, защиты медных проводников от окисления, для электродов некоторых типов керамических и слюдяных конденсаторов в электрических контактах, где оно используется в сплавах с медью, никелем или кадмием, в припоях ПСр, ПСр и др. Серебро марки Ср По сравнению с золотом и платиной имеет пониженную химическую стойкость. Часто применение серебра ограничивается его способностью диффундировать в материалы подложки.

Введение, которое обычно никто не читает

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Медь и серебро в современных тепловых расцепителях.

Классическая теория электропроводности металлов зародилась в начале ХХ века. ЕЕ основоположником стал немецкий физик Карл Рикке. Он опытным путем установил, что прохождение заряда через металл не сопряжено с переносом атомов проводника, в отличие от жидких электролитов. Однако это открытие не объяснило, что именно является носителем электрических импульсов в структуре металла. Ответить на это вопрос позволили опыты ученых Стюарта и Толмена, проведенные в году. Им удалось установить, что за перенос электричества в металлах отвечают мельчайшие заряженные частицы — электроны.

Сразу замечу, что у тех, у кого меньше примесей и будут лучшими. Ну а по металлам как-то вот так распределилось, всего 3 металла:.

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ

Двадцатый век — век пластмасс. До появления широкого спектра синтетических полимерных материалов, человек использовал в конструировании металлы и материалы природного происхождения — дерево, кожу и т. Сегодня мы завалены пластмассовыми изделиями, начиная от одноразовой посуды, заканчивая тяжелонагруженными деталями двигателей автомобилей. Пластмассы во многом превосходят металлы, но никогда не вытеснят их полностью, поэтому рассказ начнется с металлов. Металлам посвящены сотни книг, дисциплина, посвященная им, называется “металловедение”. Нас интересуют металлы с точки зрения электронной техники. Как проводники, как часть электронных приборов.

Какой металл лучше проводит электрический ток

Они более или менее прочно удерживаются на своих местах. Вокруг ионов беспорядочно движутся свободные электроны. Свободные электроны легко перемещаются внутри решётки и служат хорошими переносчиками тепловой энергии от нагретых слоёв металла к холодным. Высокую теплопроводность металла всегда легко обнаружить.


Какие вещества проводят электрический ток

Из физики известно, что электрический ток – это направленное движение электрически заряженных частиц. Разные вещества проводят электрический ток по-разному. По способности передавать электрические заряды вещества делятся на ПРОВОДНИКИ и НЕПРОВОДНИКИ электричества.

Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут проходить от заряженного тела к незаряженному, в проводниках имеется очень много свободных заряженных частиц. Хорошие проводники электричества – это металлы, почва, вода с растворенными в ней солями, кислотами или щелочами, графит и некоторые виды органических веществ. Тело человека также проводит электричество. Это можно показать на опыте с электроскопом. Зарядим электроскоп с помощью эбонитовой или стеклянной палочки, стрелка отклонится Затем дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Стрелка тотчас вернётся в исходное положение – к нулю. Заряд с электроскопа уходит в наше тело. В данном опыте с небольшим зарядом это не опасно, но ощутимо «щёлкает» по пальцам. А большие заряды и токи опасны для жизни и здоровья.

Из металлов лучшие проводники электричества – серебро, медь, алюминий. Даже в обычной водопроводной воде растворено столько всевозможных солей, что она является весьма хорошим проводником, и об этом нельзя забывать, работая с электрооборудованием в условиях повышенной влажности иначе можно получить весьма ощутимый удар током, это опасно.

Проходя через живой организм электрический ток производит разные действия: термическое – ожоги определённых участков тела, нагрев кровеносных сосудов, крови, нервов; электролитическое (или химическое) – разложение крови и других органических жидкостей; биологическое – раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращением мышц, в том числе мышц сердца и лёгких. В результате всего этого могут возникнуть различные нарушения в организме вплоть до полной остановки работы сердца и лёгких.

Непроводниками называют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному, так как в диэлектриках очень мало свободных заряженных частиц. Непроводниками электричества, или диэлектриками, являются эбонит, янтарь, фарфор, резина, различные пластмассы, шелк, капрон, масла, воздух (газы), стекло, плексиглас, сухое дерево и бумага. Изготовленные из диэлектриков тела называются ИЗОЛЯТОРАМИ (от итальянского слова ИЗОЛЯРО – уединять).

Проводники служат для передачи на расстояние электрической энергии (электрического тока), именно из них, в основном, изготавливаются высоковольтные электрические кабели, бытовая электропроводка. Изоляторы используются для обособления, изолирования проводников и обеспечения безопасности людей при работе с электроприборами. Для передачи электроэнергии необходимо собрать замкнутую электрическую цепь, в которую входят источник электрической энергии, проводники, по которым от этого источника электрический ток поступает к потребителям электрической энергии, и сами потребители.

При проведении опытов по электричеству всегда используются и проводники, и диэлектрики. Например, используя два электроскопа, мы зарядили один из них отрицательным зарядом, полученным на эбонитовой палочке при её трении о шерсть. При этом стрелка электроскопа отклонилась, показывая наличие заряда на нём. Если затем взять металлический стержень на изолирующей пластмассовой рукоятке и соединить заряженный электроскоп с незаряженным, то по проводящему ток стержню заряды частично перейдут на второй электроскоп , а вот разрядки электроскопа, как в случае его касания голой рукой, не происходит, так как рукоятка не проводит ток к руке человека. Именно поэтому рукоятки различных инструментов, например отвёрток, плоскогубцев, кусачек, делают из непроводящих материалов.

Основные меры защиты от поражения электрическим током:

• обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения,

• защитное заземление, защитное отключение электроприборов;

• использование по возможности низких напряжений, особенно во влажных помещениях;

• применение двойной изоляции.

Знание и соблюдение правил техники безопасности при работе с электрическим током и различными электроприборами обязательно и для взрослых, и для детей. Чтобы учащимся младших классов было легче запомнить эти правила, можно использовать различные запоминающиеся плакаты, стихи. Примеры я подобрал из различных источников, кое-что придумал сам и оформил как советы по электробезопасности в приложении 1 к моей работе. В приложении 2 приведены меры первой помощи при поражении электрическим током.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ

Электропроводность веществ можно испытать с помощью специального прибора, но мы использовали обычную электрическую цепь. Главный элемент любой электрической цепи – источник электрического тока. Без него электрическая цепь не будет работать. Когда вы включаете в розетку вилку питающего шнура телевизора, для электрического утюга, чайников и других электроприборов – потребителей электрической энергии, то вы, по сути, подключаетесь к электростанции – производителю этой электроэнергии.

Для того чтобы проверить электропроводность твердых веществ, я собрал электрическую цепь , в которую входили: источник тока, ключ для замыкания и размыкания цепи, лампа для того, чтобы проверить, есть ток или нет, и контакты для подключения вещества в цепь.

Когда контакты помещают в вещество, становится ясно, проводит ли это вещество ток. Если вещество проводит электрический ток, цепь замыкается, и лампочка загорается . Если вещество неэлектропроводно, цепь остается разомкнутой, и лампочка не горит.

Опыт 1. Исследование твердых веществ.

В таблице 1 указаны десять твердых веществ, которые мы исследовали на электропроводность. В результате проверки выяснилось,

Таблица 1.

алюминий + пластмасса –

сталь + стекло –

латунь + орг. стекло –

медь + магнит –

древесина – резина – что алюминий, сталь, латунь, медь проводят электрический ток, а древесина, пластмасса, стекло, оргстекло, магнит и резина не проводят электрический ток.

Опыт 2. Исследование жидких веществ.

Для того, чтобы проверить электропроводность жидких веществ, мы изменили электрическую цепь (рис.  5). Кроме источника тока и ключа в цепь добавили амперметр вместо лампы и электролитический стакан вместо контактов.

Таблица 2.

чистая вода –

раствор поваренной соли +

раствор медного купороса +

раствор морской соли +

раствор сахара –

В электролитический стакан мы помещали разные жидкости. Если у амперметра при замыкании цепи стрелка отклонялась, значит, данная жидкость проводит электрический ток.

В результате нашего эксперимента выяснилось, что раствор поваренной соли, медного купороса и морской соли проводит электрический ток, а чистая вода и сахарный сироп – нет .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведённые опыты подтвердили, что некоторые вещества хорошо проводят ток, это различные металлы и растворы солей. Другие твёрдые и жидкие вещества являются диэлектриками, т. е. непроводниками, это пластмассы или резина, из которых делают изоляцию электропроводов и корпуса электрических приборов, и многие другие вещества.

Моя работа достаточно важна для меня и других школьников, так как для безопасной работы с электрическими приборами дома и в школе нужно знать, как поступать в некоторых жизненных ситуациях. Например, человека ударило током от оборванного провода. Ни в коем случае нельзя трогать этот провод и человека голыми руками. Нужно отодвинуть провод с помощью какого-то не проводящего ток предмета, например сухой деревянной палки.

Чтобы научить учеников младших классов правилам электробезопасности, можно использовать подготовленные мной советы.

Хорошие термоэлектрики оказались почти жидкими: Наука и техника: Lenta.ru

Физики из Шанхайского Института Керамики и Калифорнийского Технологического Института установили, что хорошая эффективность селено-медных термоэлектрических генераторов объясняется характерным для жидкости поведением атомов меди в кристаллической решетке селена. Работа опубликована в журнале Nature Materials, краткий пересказ приводит сайт PhysOrg.com.

Сплавляя в тигле медь и селен, а затем медленно остужая полученный расплав, физики давали селену образовать кристаллическую решетку. Полученное вещество оказалось термоэлектриком, то есть преобразовывало тепловую энергию в электрическую. Если пластину такого вещества поместить на границу между горячим и холодным телом, электроны потекут сквозь пластину, генерируя электрический ток.

Эффективность термоэлектриков зависит от их теплопроводности. При высокой теплопроводности градиент температуры в веществе быстро исчезнет, а вместе с ним прекратится и электрический ток. Чем хуже проводит тепло термоэлектрик, тем эффективнее он генерирует электричество.

Хороший генератор должен обладать, казалось бы, противоположными свойствами. С одной стороны, он должен хорошо проводить генерируемое электричество, и, следовательно, обладать кристаллической решеткой, обеспечивающей транспорт электронов. С другой стороны, кристаллические вещества, в отличие от жидких(аморфных), хорошо проводят тепло, что снижает эффективность термоэлектрика.

Физики установили, что в селено-медном сплаве сочетаются два состояния вещества – жидкое и твердое. Селен образует кристаллическую решетку, обеспечивая проведение генерируемого тока, а медь заполняет в ней полости, при этом совершенно хаотично. Атомы меди могут двигаться внутри кристаллической решетки селена словно в жидкости. Жидкое состояние меди в сплаве не дает распространяться поперечным тепловым колебаниям, что сильно снижает теплопроводность. Поэтому сплав обладает столь необычной эффективностью.

Термоэлектрики уже применяются в космических технологиях для генерации электричества. Потенциальная сфера их применения очень широка. Впервые сплав меди и селена использовало NASA около 40 лет назад, но тогда никто не мог объяснить его высокой эффективности. Знание принципов, лежащих в основе работы должно помочь ученым получить гораздо более эффективные их разновидности.

Почему для проводов используют медь и алюминий?

В качестве материала проводников для изготовления силовых кабелей используются такие материалы как медь или алюминий. Но мало кто задумывается, почему же именно эти металлы среди множества остальных являются наиболее подходящими для проведения электроэнергии. Всё дело в оптимальном сочетании проводящих свойств элементов с их доступностью с ценой.

Использование медных проводов уходит корнями в начало 19 века. Медь обладает низким показателем удельного сопротивления, соответственно передача электроэнергии по подобным проводникам происходит при низких энергозатратах, т.к. электричество проводится с наименьшими потерями. Сегодня медные проводники используются для производства медножильных кабелей связи и силовых проводов, клемм, катушек, трансформаторов и прочих устройств электротехнического характера.

Алюминиевые же провода начали применять в качестве проводника в середине 20 века. Алюминий можно охарактеризовать как легкий, практичный и недорогой материал с хорошими показателями проводимости. Однако в сравнении с медью алюминий имеет большее сопротивление току, поэтому слабее проводит электроэнергию. Так при одинаковом сопротивлении жил алюминиевый провод будет в 1,5 раза толще медного.

И медные, и алюминиевые кабели широко используются во всех сферах деятельности, при этом выбор проводника зависит от конкретных условий эксплуатации и цены.
Малая стоимость алюминиевых силовых кабелей зачастую сильно влияет на выбор покупателей. При невысоких ценах качество исполнения алюминиевых проводов находится на приличном уровне, а сами проводники представлены широкой типоразмерной линейкой изделий. Но алюминиевый кабель обладает и рядом существенных недостатков.

Во-первых, это уже упомянутая низкая проводимость. В сравнении с медными проводниками данный показатель у алюминиевых модификаций в 1,5 раза меньше.

Во-вторых, алюминиевый провод абсолютно негибкий. Он легко переламывается и не терпит больших изгибающих усилий, что соответственно откладывает отпечаток на сферу его применения.

И, наконец, алюминий быстро окисляется на воздухе, что при неблагоприятных условиях способствует образованию оксидной плёнки и препятствует нормальной передаче тока.
Медный силовой кабель является всё-таки более надёжным проводником электроэнергии. Медный проводник характеризуется отличной проводимостью, малым сопротивлением и хорошей гибкостью. При этом медь сама по себе плотнее и тяжелее алюминия, поэтому медная кабельная продукция имеет большой вес, что в свою очередь может представлять некие трудности при транспортировке и монтаже. Так же стоит отметить, что силовые кабели с медными жилами достаточно дорогие.

При выборе силового кабеля необходимо основываться на конкретных требованиях к продукции и планируемых условиях эксплуатации. Конечно, на сегодняшний день наиболее оптимальным вариантом для построения качественной, надёжной и безопасной электрической сети является медный силовой кабель. Однако при особых требованиях к массе изделия или жёстких ценовых ограничениях целесообразно приобретать именно алюминиевый кабель.

Свинец проводимость – Справочник химика 21

    Электрическая проводимость — одно из самых характерных свойств металлов (проводников первого рода), проводящих электрический ток без химических изменений. Лучшими проводниками электричества являются серебро и медь, худшими — свинец и ртуть. При нагревании металлов их электрическая проводимость падает, а при охлаждении растет около абсолютного нуля она стремится к бесконечности — явление сверхпроводимости. [c.256]
    В ряду С—51—Ое—5п—РЬ усиливаются металлические свойства. Углерод относится к неметаллам, кремний и германий — к полуметаллам. Германий внешне похож на металл (серебристобелый с желтоватым оттенком), характеризуется малой электрической проводимостью (в тысячу раз меньше, чем у ртути). Свинец и олово — металлы. [c.271]

    Металлы — хорошие проводники тепла и электричества. При прохождении электрического тока через металлические проводники не происходит переноса частиц металла (электронная проводимость, или проводимость первого рода). По способности проводить тепло и электричество металлы располагаются приблизительно в одном и том же порядке лучшие проводники —серебро и медь, затем золото, алюминий, железо и худшие —свинец и ртуть. Следовательно, между теплопроводностью металлов и их электропроводностью наблюдается почти постоянное соотношение. [c.297]

    Свинец — темно-серый мягкий металл, тяжелый, с невысокой температурой плавления и типичной для металлов электрической проводимостью. [c.275]

    Были рассмотрены свойства полупроводников IV группы Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. С увеличением порядкового номера элемента сверху вниз закономерно меняются их физикохимические и полупроводниковые свойства. Если первый элемент группы примыкает к изоляторам, то последний — свинец — представляет собой металл. В ряду алмаз — серое олово наблюдается падение температуры плавления и ширины запрещенной зоны, увеличение удельной проводимости и длины химической связи. Последнее обстоятельство играет существенную роль, так как увеличение длины кова- [c.116]

    Анодом свинцового аккумулятора является свинец, рабочим веществом его катода — двуокись свинца, которая для обеспечения металлической проводимости находится в контакте со свинцом, его электролитом служит 25— 30%-ный водный раствор серной кислоты  [c.217]

    Так как свойства вещества — механические, электрические, оптические, химические — определяются энергетическим состоянием валентных электронов, то в первую очередь нас интересует соответствующий участок энергетического спектра. Параметры последнего — значения ширины валентной, запрещенной зон, зоны проводимости и положение различных локализованных уровней — могут быть определены путем изучения оптических спектров, электропроводности и других свойств твердого вещества (см. гл. IX). Зная эти параметры, можно решать обратную задачу определять по ним неизвестные нам свойства вещества. Не случайно общепринятое деление твердых веществ на изоляторы, проводники, полуметаллы и металлы основывается на значениях ширины запрещенной зоны. Возьмем, например, ряд простых веществ алмаз, кремний, германий, олово, свинец. Каждое из этих вещёств по-своему замечательно и каждое используется как незаменимый материал, но в совершенно различных областях техники, а кремний и германии находят применение в полупроводниковой технике. Природа данных веществ изменяется скачками, как атомные номера соответствующих элементов. Скачками изменяется и ширина запрещенной зоны при переходе от одного аналога к другому. Для алмаза эта величина составляет 5,6 эВ. Это — изолятор, самое твердое из веществ. Для кремния она равна 1,21 эВ. Такой энергетический барьер уже много доступнее для валентных элек- тронов отсюда полупроводниковые свойства данного вещества. Ширина запрещенной зоны германия 0,78 эВ — он полупроводник с высокой подвижностью носителей тока — электронов и дырок. Наконец, серое олово по ширине запрещенной зоны, равной всего 0,08 эВ, занимает последнее место в данном ряду и относится скорее к металлам, чем к полупроводникам, а белое олово — настоящий металл. Так с изменением ширины запрещенной зоны закономерно изменяется природа твердого вещества. [c.105]


    Медь, получаемая из сульфидных руд пирометаллургическим способом, содержит около 1 % примесей — таких, как никель, сурьма, свинец, теллур, селен, висмут, мышьяк, сера, золото, серебро, а в ряде случаев и металлы платиновой группы. Наличие в меди даже небольших количеств примесей сильно понижает ее физические свойства (например, электрическую проводимость, пластичность и др.). Для получения меди высокой чистоты из пирометаллургической меди и попутного извлечения из нее благородных металлов в продукт, удобный для дальнейшей переработки, ее подвергают электрохимическому рафинированию. В настоящее время около 90 % всей добываемой меди обрабатывают таким образом. [c.120]

    Разрушение металлических сооружений под влиянием электрокоррозии происходит со значительной скоростью, так как общая сила блуждающих токов находится в пределах от 10—20 до 200 А. При хорошей проводимости почвы и наличии повреждения в изоляции металлического сооружения плотность тока в отдельных точках анодной зоны может достигать очень высоких значений. Если сталь корродирует лишь в анодной зоне, то амфотерные металлы — свинец, алюминий и др. — разрушаются на катодных участках вследствие подщелачивания среды при протекании коррозионного процесса с кислородной деполяризацией. [c.32]

    Этот метод можно также применять для разделения неорганических ионов. Для передачи электрического тока требуется наличие фонового электролита. Примером является разделение бария и лантана, а также радия, свинца и висмута, проводимое в 0,1 М растворе молочной кислоты при градиенте потенциала 3,5 в на 1 сж [40]. За 24 ч радий передвинулся на 100 см, барий — на 90 см, свинец — на 50 см и висмут— от 10 до 15 см. Положение ионов было определено методом радиоавтограф ий при помощи естественной радиоактивности и введенных индикаторов. Методом электрохроматографии оказалось возможным отделить литий от натрия и от других щелочных металлов в растворе цитрата аммония [15]. [c.261]

    Суммарным результатом является растворение металла электрода. Долговечные электроды можно изготовить из благородных металлов (например, платины), однако их стоимость чрезмерно высока. В некоторых случаях /25/ оказываются удовлетворительными платиновые покрытия на таких металлах, как титан или тантал /26,27/. Для анодных покрытий используются также окислы некоторых металлов, таких, как свинец и рутений, обладающих достаточной проводимостью и нерастворимые в кислых средах. В процессе электродиализа были использованы также аноды из магнетита, хотя магнетит очень хрупкий материал. Дешевым и легко обрабатываемым материалом является графит, а продукты его окисления в некоторых процессах не загрязняют растворов. И хотя графит быстро изнашивается, его часто используют в качестве материала для анодов, [c.58]

    Металлы — хорошие проводники тепла и электричества. При прохождении электрического тока через металлические проводники не происходит переноса частиц металла (электронная проводимость, или проводимость первого рода). По способности проводить тепло и электричество металлы располагаются приблизительно в одном и том же порядке лучшие проводники — серебро и медь, затем золото, алюминий, железо и худшие — свинец и ртуть. Следовательно, между теплопроводностью металлов и их электропроводностью наблюдается почти постоянное соотношение. Металлы имеют кристаллическое строение. Представляют собой совокупность множества кристалликов микроскопических размеров (кристаллиты) в 1 см металла их содержится многие миллионы. Отдельно взятый кристаллит анизотропен (гл. 7, 1). В результате многочисленности кристаллитов в единице объема металла векторы анизотропии, направленные хаотично, взаимно компенсируются, и кусок металла в итоге проявляет свойство изотропности — равенство свойств в различных направлениях. Такие тела называют квазиизотропными. Следовательно, металлы по своей внутренней структуре квазиизотропны. [c.327]

    В последнее время для катодной защиты морских сооружений широкое применение нашли аноды из свинца, легированного добавками серебра, сурьмы, висмута, теллура, которые способствуют образованию на поверхности анода пленки перекиси свинца. Этот окисел, обладая высокой проводимостью, препятствует пассивации св инца и обеспечивает прохождение така катодной защиты без особого увеличения напряжения станции. Однако при высокой плотности тока анодная поляризация свинца приводит к утолщению пленки и, как следствие, к образованию пузырей, при разрушении которых образуется хлористый свинец, усиливающий растворение анода на обнажившихся участках. [c.200]

    Свинец — голубовато-белый, мягкий, тяжелый металл плотность 11,34 г/ш ( 11,34 10 кг/л1 ) т. пл. 327,4° С. Очень пластичен его можно расплющить при обычной температуре в тончайшую фольгу. Свинец сравнительно плохо проводит теплоту и электрический ток в 10—12 раз хуже меди при очень низкой температуре обладает высокой проводимостью. [c.260]


    Электропроводящие полимерные материалы имеют ряд преимуществ по сравнению с металлическими проводниками возможность регулирования проводимости в широких пределах (рв = 10 -7-10 Ом-м), способность к переработке в изделия сложной формы, эластичность (особенно, когда полимерной матрицей является эластомер), коррозионная стойкость, небольшая плотность, доступность, низкая стоимость и т. п. Кроме того, они могут заменять цветные и драгоценные металлы медь, свинец, алюминий, серебро и др. [c.161]

    Еще более сложным является вопрос управления проводимостью в пленках не элементарных полупроводников, а полупроводниковых соединений. В настоящее время имеется опыт по изготовлению пленок таких соединений, как сернистый кадмий, селенид кадмия, сернистый свинец и др. При осаждении полупроводниковых пленок в большинстве случаев имеет место частичное разложение исходного вещества на отдельные компоненты. В связи с этим практически невозможно получить пленку стехиометрического состава. [c.165]

    Элементы, активируемые заливкой раствора электролита. К этой группе РЭ относятся элементы с растворимыми и нерастворимыми окислителями. Перед использованием в элемент заливается раствор электролита, обычно кислоты. Предложено большое число элементов, активируемых заливкой электролита. Обзор публикаций по автоматически активируемым элементам проведен в [50]. Разработано несколько элементов с двуокисью свинца. Двуокись свинца имеет высокий потенциал, легко активируется, быстро восстанавливается, имеет хорошую электронную проводимость, поэтому и нашла применение в РЭ. Анодами в элементах служат либо свинец, либо кадмий, либо цинк. [c.69]

    Металлы, а) Валентная зона и зона проводимости перекрываются (рис. IV. 14, А) независимо от того, былп лп целиком заполнены электронами квантовые состояния валентной зоны электроны без энергии активации переходят на свободные состояния зоны проводимости (свинец). [c.278]

    При очень низких температурах свинец обладает высокой проводимостью так, при —258,70° его сопротивление составляет 0,01311 мком – см. [c.333]

    При оптимальной концентрации сверхстехиометрических атомов свинца электронный газ вырождается и в примесной области наступает металлический ход проводимости. Для очень большого количества избыточных атомов свинца возникают металлические мостики в сульфиде свинца. Такие образцы PbS в электрическом отношении ведут себя как металлический свинец. Для них, например, наблюдается сверхпроводимость, выражающаяся в крутом спаде сопротивления при [c.189]

    Припоями называют сплавы, используемые при пайке металлов высокой проводимости. Для получения хорошего соединения припой должен иметь температуру плавления ниже, чем у металла, хорошо смачивать поверхность в расплавленном состоянии, иметь небольшое сопротивление контакта. Температурные коэффициенты линейного расширения металла и припоя должны быть близки друг к другу. Применяют припои оловянно-свинцовые (например ПОС-61, содержащий 61% олова, а остальное— свинец), оловяно-цинковые (ПОЦ-90 имеет температуру плавления 199 °С и используется для пайки алюминия и его сплавов), сплавы висмута со свинцом, оловом, кадмием (для температур нагрева меньше, чем 100 °С) и др. [c.637]

    Для измерения полезной работы построим на основе реакции ( .44) гальванический элемент (рис. .8). Он состоит из двух полуэлементов, В первом (на рисунке слева) — на дне сосуда имеется свинцовый электрод, на котором расположен слой твердой соли РЬС1а. На дне второго налита ртуть (ртутный электрод), на которой имеется слой твердой каломели. Оба сосудика и соединительная трубка заполнены раствором хлористого калия, являющегося вспомогательной средой, поставляющей ионы хлора, и обеспечивающей проводимость. Опыт показывает, что свинец в такой системе заряжается отрицательно [c.113]

    Широчайшее применение алюминия в технике основано на его ценных физических и химических свойствах и большой распространенности в земной коре. Благодаря высокой электрической проводимости (4 10 Ом м ) и малой плотности он используется для изготовления электрических проводов. Благодаря высокой пластичности алюминия из него изготовляют тончайшую фольгу, которую применяют в конденсаторах. Благодаря пластичности алюминием заменяют свинец в оболочках кабелей. Из-за ненамагничиваемости сплавы алюминия применяются в радиотехнике. [c.279]

    Гальванические покрытия широко применяются во многих областях техники и имеют различные назначения а) защита от коррозии цинкование, кадмирование, лужение и др. б) защита от коррозии и придание красивого внеЩнего вида (защитнодекоративные) никелирование, хромирование, серебрение и золочение в) повышение электрической проводимости меднение, серебрение, золочение г) повышение твердости и износостойкости хромирование, родирование, палладирование д) получение магнитных пленок осаждение сплавов никель — кобальт и железо — никель е) улучшение отражательной способности поверхности серебрение, родирование, палладирование, хромирование ж) улучшение способности к пайке лужение, осаждение сплава олово — свинец з) уменьшение коэффициента трения свинцевание, хромирование, осаждение сплавов олово — свинец, индий — свинец и др. [c.424]

    При выборе материалов токоотводов положительных электродов аккумуляторов важно обеспечить их практическую пассивность (при сохранении электрической проводимости) в условиях заряда (т. е. при анодной поляризации до весьма высоких потенциалов). Для этой цели широко применяются в растворах серной кислоты (в кислотных аккумуляторах) свинец или его сплавы в растворах щелочей (в различного типа аккумуляторах с положительным электродом на основе Ы100Н) — никелированная сталь или спеченный никелевый порошок. [c.58]

    Лучи, испускаемые радиоактивными элементами, проникают в свинец на несколько сантиметров космические лучи имеют более короткую длину волны (а возможно, и другую природу) и проникают в землю на сотни метров. Радиоволны, характеризующиеся значительно большими длинами волн, не взаимодействуют с веществом, если оно не обладает проводимостью. Лауэ первый показал, что рентгеновские лучи имеют длину волны такого же порядка величины, как межатомные расстояния в кристаллах, и что эти расстояния MOHIHO вычислить из наблюдаемой интерференционной картины. [c.26]

    Для электроосаждения меди промышленное значение имеют только щелочные электролиты, так как основным металлом является преимущественно железо. Несмотря на большую ядовитость, до сих пор еще употребляются цианистые растворы. Раньше, чтобы получить достаточно гладкое покрытие, приходилось работать при низких плотностях тока, теперь же с помощью так называемых электролитов высокой производительности можно получать толстые слои при более чем десятикратной плотности тока (табл. 14.1). Это стало возможным благодаря высокой концентрации ионов меди и повышению проводимости раствора добавкой едких щелочей. При этом, в отличие от обычной практики, необходимо работать при 80° С, если нужно полностью использовать раствор. Несмотря на высокую температуру, растворенные вещества не разлагаются, и при этом можно рассчитывать на 100%-ный выход по току. В обычных медных электролитах, как и в растворах Рошель , выход по току составляет 50—70%. Электроды должны быть чистыми и свободными от примесей растворимых солей посторонних металло1В. Для медных электролитов вредными считаются хромовая кислота, свинец (более 0,04 г/л) и цинк (более 1 г/л). Малые концентрации свинца (менее 0,04 г/л) в электролитах Рошель способствуют образованию блестящего покрытия [4]. [c.681]

    Внутреннее сопротивление аккумулятора складывается из сопротивлений аккумуляторных пластин, сепараторов и электролита. Удельная проводимость активной массы пластин (двуокись свинца и губчатый свинец) в заряженном состоянии близки к проводимости металлического свинца. Активная масса разряженных пластин содержит большое количество сульфата свинца (сернокислый свинец РЬ504), являющегося плохим проводником электрического тока. Поэтому сопротивление пластин зависит от степени заряженности аккумулятора. Минимальное сопротивление пластин соответствует полной заряженности аккумулятора. По мере [c.30]

    При введении 3 ат. % элементов IV группы у сплавов трех составов, содержащих кремний, германий и олово, наблюдается дальнейшее снижейие проводимости и повышение энергии активации электропроводности. У стеклообразного сплава, содержащего свинец, который может быть получен только в режиме быстрого охлаждения, наоборот, наблюдается повышение проводимости и снижение энергии активации электропроводности в результате участия в проводимости образовавшихся микровключений PbSe. [c.182]

    В ряде работ, проведенных Е. К. Венстрем в нашей лаборатории [22, 23], было показано, что нри поляризации поверхности хрупких твердых тел, обладающих электронной проводимостью (пирит, графит), а также металлов (таллий, цинк, свинец, теллур) в водных растворах электролитов твердость Н изменяется в зависимости от скачка потенциала ф на границе твердое тело — раствор аналогично поверхностному натяжению а на поверхности ртуть — раствор соответственно клас-Оической электроканиллярно кривой а = а(ф) (электрокапиллярные кривые описываются уравнением Оа/Зф = в, где 1а— поверхностная плотность заряда) с характерным максимумом для незаряженной поверхности и спаданием Н или а при заряжении в обе стороны, независимо от знака заряда [22, 23]. [c.45]

    Для многих твердых мембран создать контакт с металлом, входящим в виде иона в состав мембранной труднорастворимой соли, без существенного ухуд-щения их характеристик по ряду причин очень трудно. Поэтому перспективность полностью твердофазных электродов является дискуссионной. Особенно сложными в отнощении обратимого перехода от ионной к электродной проводимости мембраны к металлической проводимости внутреннего контакта являются монокристаллические ЬаРз-мембраны с анионной функцией. Для последних не подходит в качестве проводника ни металлический лантан, ни контакты, применяемые в галогенсеребряных электродах, а желателен внутренний контакт с анионной проводимостью. В работе [268] испытаны металлические слои, нанесенные на монокристаллическую мембрану напылением металлов Ад, Аи, А1, РЬ изучены также слои, полученные путем заливания внутрь мембраны низкотемпературных сплавов (олово и свинец). Использовали также и ртутный контакт. [c.113]

    Электропроводность и электросопротивление. Свинец — плохой проводник электриче-смого тока, и по отношению к серебру его проводимость составляет меньше ОД. [c.333]


Проводит ли медь электричество? – Техник

Медь представляет собой металлический элемент и обозначается символом Cu. Он имеет атомный номер 29. Как и другие металлы, он пластичен и пластичен.

Это красновато-оранжевый элемент, который встречается в природе в свободном состоянии. Это был первый металл, который люди эпохи неолита использовали вместо камней. Несколько важных медных руд – это халькоцит, халькопирит, малахит, куприт и т. д.

Итак, медь проводит электричество? Да, медь является проводником электричества благодаря наличию свободных носителей заряда, т.е.электроны, которые позволяют течь току через него. Электронная конфигурация меди [Ar] 3d 10 4s 1 . Валентный электрон на 4s-орбитали расположен далеко от ядра и поэтому связан очень слабо. Когда подается напряжение, валентные электроны атомов меди диссоциируют и начинают двигаться от отрицательного к положительному выводу и, таким образом, проводят электричество.

Почитаем подробнее об электропроводности меди.

 

Является ли медь хорошим проводником электричества?

Да, медь хорошо проводит электричество. Фактически, это лучший электрический проводник из-за его высокой проводимости и низкого значения удельного сопротивления.

Это самый проводящий металл после серебра, поэтому он наиболее часто используется в различных электроприборах.

Для каждого металла существует определенное количество энергии, которое при приложении к его атому приводит к увеличению кинетической энергии его валентных электронов.

Обычно природа обеспечивает эту энергию в виде тепла, и если к атому непрерывно прикладывать достаточное количество энергии, через некоторое время кинетическая энергия его электронов становится настолько большой, что валентному электрону становится трудно продолжать движутся по своей заданной орбите, из-за чего их орбитальный радиус продолжает увеличиваться, и в конечном итоге электрон покидает свою орбиту и начинает свободно перемещаться в пространстве.

Эти электроны беспорядочно движутся внутри металла и, таким образом, не проводят электричество, если к нему не приложен электрический потенциал.

Как только подается напряжение, беспорядочно движущиеся электроны выравниваются в одном направлении и начинают двигаться от отрицательного полюса к положительному.

Это направленное движение свободных или делокализованных электронов отвечает за проводимость электричества, и легкость их доступности определяет, может ли вещество вести себя как проводник или насколько хороша его проводимость.

 

Почему медь является хорошим проводником электричества?

Как обсуждалось в предыдущем разделе, проводимость электричества в металле обусловлена ​​наличием свободных электронов.

Это указывает на то, что проводимость металла зависит от легкости, с которой свободные электроны могут быть доступны в этом металле.

В случае меди энергия ионизации составляет 7,72 эВ, что очень мало, а это означает, что атому меди достаточно легко потерять свои валентные электроны и образовать ионы Cu + .

Это связано с тем, что валентный электрон в атоме меди расположен в подоболочке 4s, которая расположена далеко от его положительно заряженного ядра.

Поскольку расстояние слишком велико, положительный заряд ядра не может удерживать отрицательно заряженный электрон валентной оболочки, который в конце концов отрывается от атома меди и начинает беспорядочно перемещаться в свободном пространстве вокруг атома.

Что касается более подробной информации об атомах меди, вы можете обратиться к тому, является ли медь чистым веществом.

Эти электроны случайным образом нейтрализуют свои заряды между собой, если к ним не приложен электрический потенциал.

Приложение напряжения фиксирует два конца металла как положительный и отрицательный соответственно.

Отрицательно заряженные электроны начинают двигаться к положительному выводу источника напряжения. Эта проводимость/поток зарядов известна как электрический ток.

 

Проводимость меди

Под проводимостью вещества понимается легкость, с которой оно позволяет электрическому току проходить через него.

Измеряется в сименсах на метр (См/м) или мхо на метр. Он обозначается символом σ и рассчитывается по приведенной ниже формуле:

σ = J / E                         

где,

σ = электропроводность (См/м или мОм/м)

Дж = плотность тока (Ампер/м 2 )

E = напряженность электрического поля (вольт/м)

Поскольку электрический ток представляет собой движение зарядов, то для того, чтобы вещество действовало как проводник, оно должно иметь свободные носители заряда.

Металлы проводят электричество за счет движения свободных электронов, находящихся в их свободном пространстве, или делокализованных электронов.

Следовательно, в случае металлов электропроводность зависит от наличия этих свободных электронов.

Легкая доступность этих электронов делает вещество лучшим проводником электричества.

В меди свободные электроны легко доступны, так как валентные электроны расположены на 4s-орбитали, расположенной далеко от положительно заряженного ядра, они очень слабо связаны и поэтому легко покидают атом.

Эти электроны могут свободно дрейфовать между атомами и, таким образом, делают медь очень хорошим проводником электричества.

Значение электропроводности меди составляет 59,6 X 10 6 , что является довольно высоким показателем, указывающим на то, что медь является очень хорошим проводником электричества.

 

Сопротивление медной проволоки

Сопротивление – это препятствие, с которым сталкивается электрический ток при протекании по проводнику.Обозначается символом R.

Электрическое сопротивление является причиной того, что проводник нагревается, когда по нему проходит ток в течение некоторого времени.

Согласно закону Ома, сопротивление проводника прямо пропорционально разности его потенциалов и обратно пропорционально току, протекающему через проводник. Определяется по формуле:

Р = В/И

Где R = сопротивление

В = разность потенциалов

I = ток

Сопротивление проводника зависит от определенных факторов, а именно.площадь поперечного сечения, длина, температура и материал проводника.

На их основе другая формула сопротивления дается как:

R = ρL/A

Где R = сопротивление

ρ = удельное сопротивление

L = длина провода

A = площадь поперечного сечения проводника

Удельное сопротивление противоположно проводимости.

На самом деле это качественное измерение способности проводника сопротивляться проходящему через него току.

Его также называют удельным сопротивлением. Он определяется по следующей формуле:

ρ=E/J

Где ρ = Удельное сопротивление (Ом·м)

E = электрическое поле (В/м)

Дж = плотность тока (А/м 2 )

Величина сопротивления вещества зависит от переменных факторов и поэтому должна рассчитываться в любой конкретной ситуации.

Сопротивление является внешним свойством. Однако удельное сопротивление вещества зависит от температуры и, следовательно, более или менее одинаково.Это внутреннее свойство вещества.

Значение удельного сопротивления меди составляет 1,68×10 −8 при 20 °C, что очень мало, что делает медь хорошим проводником электричества.

 

Изменяется ли проводимость меди в зависимости от температуры?

Да, изменение температуры влияет на проводимость меди, которая уменьшается с повышением температуры.

На самом деле проводимость меди обусловлена ​​движением свободных электронов внутри металла, которые изменяют направление при приложении электрического потенциала и, таким образом, помогают проводить ток.

В некоторой степени повышение температуры отвечает за увеличение кинетической энергии этих электронов и помогает им выйти из атомов в свободное пространство.

Однако при дальнейшем повышении температуры это вызывает движение атомов внутри металла из-за значительного увеличения их кинетической энергии.

Это движение атомов вызывает вибрацию решетки, которая увеличивается с температурой.

Эти вибрации заставляют свободные электроны сталкиваться с движущимися атомами или кристаллической решеткой, тем самым препятствуя их движению электронов.Поскольку электроны не могут свободно двигаться, это приводит к снижению проводимости меди.

 

Свойства меди

Несколько важных свойств меди:

• Это вещество красновато-оранжевого цвета, обозначаемое символом Cu

• Атомная масса меди 63,546.

• Температуры плавления и кипения меди составляют 1084,62 °C и 2562 °C соответственно.

• Плотность меди 8.96 г/см 3 .

• Не реагирует с водой, но окисляется в присутствии кислорода воздуха с образованием оксида меди.

 

Использование меди

Ниже перечислены некоторые области применения меди:

• Будучи хорошим проводником электричества, медь используется для изготовления электрических кабелей и проводов.

• Благодаря своей высокой электропроводности и свойствам рассеивания тепла он используется при изготовлении интегральных схем и радиаторов соответственно.

• Будучи устойчивой к коррозии, медь также используется в качестве атмосферостойкого архитектурного материала.

• Он также используется в качестве средства против биологического обрастания и противомикробного действия.

• Используется для изготовления украшений и компрессионной одежды.

• Медь также отвечает за реакции переноса электронов и кислорода внутри организма и, таким образом, является важным микроэлементом для большинства растений и животных.

 

 

Заключение

Медь проводит электричество благодаря наличию слабосвязанного валентного электрона, который легко диссоциирует от своего родительского атома и перемещается в свободном пространстве.Под действием электрического поля эти свободные электроны атомов меди помогают проводить электричество.

Самый внешний электрон меди находится в подоболочке 4s, которая находится далеко от положительно заряженного ядра, из-за чего ядро ​​теряет свою хватку, и электрон легко выходит из атома, что делает медь хорошим проводником электричества.

Электропроводность меди составляет 59,6 X 10 6 .

Удельное электрическое сопротивление меди равно 1.68×10 −8 .

Электропроводность меди уменьшается с повышением температуры.

Статьи, обязательные к прочтению

Проводит ли алюминий электричество

Проводит ли латунь электричество

Почему мы используем золото в электронике?

Ответ относится к свойствам металлов. Золото используется в электронике, потому что оно более инертно, пластично и ковко, чем медь.

Несколько дней назад, покупая новый жесткий диск для своего ноутбука, я заметил, что некоторые его части покрыты металлом золотого цвета.Мне стало любопытно, был ли металл на самом деле золотом или нет.

Быстрый поиск в Google подтвердил, что да, золото действительно довольно часто использовалось в электронике. Это вызвало у меня больше вопросов. Зачем использовать золото, если медь является лучшим проводником и гораздо более дешевым вариантом? Так почему мы его используем? Для этого мы должны сначала понять, как работают проводники электричества.


Рекомендуемое видео для вас:


Что такое проводник?

Электричество сегодня является необходимой частью нашей жизни.По сути, это крошечные заряженные частицы, называемые электронами, которые мчатся по проводникам из одной точки в другую, неся ток. Ток в проводе зависит от электронов, движущихся по проводнику.

Скорость электронов зависит от того, проходят ли они через хороший проводник электричества или через изолятор. Отличный проводник позволяет электронам проходить легко и быстро. Изолятор блокирует прохождение электронов, ограничивая протекание тока.Следовательно, хороший проводник имеет «низкое электрическое сопротивление», а изоляторы имеют «высокое электрическое сопротивление».

Ток в цепи. (Фото: VectorMine/Shutterstock)

Медь является отличным проводником электричества; он экономичен и его легко приобрести, поэтому это наиболее распространенный металл, используемый в электропроводке. Пластик является изолятором и часто используется для покрытия проводов во избежание несчастных случаев. Лучшими проводниками часто являются такие металлы, как серебро, золото, железо и т. д.

Медь является лучшим проводником, чем золото.С этой информацией возникает загадка, почему золото вместо меди используется для изготовления концов разъемов, таких как разъемы USB.

Ответ на этот вопрос одновременно и прост, и сложен, и заключается в свойствах золота как металла и требованиях к проводникам, используемым в некоторых электрических компонентах.

Медь и золото: сравнение их свойств

Золото, редкий и ценный элемент, ассоциирующийся с величием и королевской властью, часто рассматривается как нечто не случайно используемое обычным человеком.Традиционно металл использовался в качестве валюты и в декоративных целях. Свидетельства его использования восходят ко временам древнеегипетской цивилизации. Он остается популярным металлом в ювелирных изделиях и для изготовления украшений.

Золотые украшения (Фото: Дмитрий Очиевский/Shutterstock)

Однако в наше время золото уже не является новинкой. Скорее всего, если вы владеете какой-либо сложной технологией, одной из ее частей является золото. Небольшое количество металла используется в производстве различных электронных компонентов.

Золото — пластичный и ковкий металл, поэтому его можно легко вытягивать в проволоку и заковывать в листы. Около 28 граммов металла можно превратить в тонкие листы площадью около 17 квадратных метров (источник). Чистое золото является относительно мягким металлом, и поэтому его легко использовать в процессе производства необходимых небольших и тонких схем и разъемов. Золото — самый пластичный и ковкий металл, известный человеку.

Медь сравнительно не такая ковкая или пластичная, и поэтому с ней труднее работать.Еще одно качество металла, которое делает его использование более предпочтительным, чем медь (или даже серебро), — это его реакционная способность. Золото известно как «химически неактивный» элемент, что означает, что оно не вступает в реакцию с другими материалами. В нормальных условиях он инертен, в отличие от меди или серебра, которые легко подвергаются коррозии и тускнеют.

Золотая проволока. (Фото: kmls/Shutterstock)

Почему мы используем золото в электронике?

Эти рассмотренные выше свойства в совокупности делают золото надежным выбором для использования в электрических сегментах.В компьютерах больше всего золота. Менее сложные устройства, такие как видеокамеры, микроволновые печи и т. д., тоже содержат хотя бы небольшое количество золота!

Медь, будучи более «химически активной» и менее пластичной, не подходит для изготовления соединителей, используемых в технике. Эти компоненты должны быть более прочными и долговечными. Если компоненты, изготовленные с использованием золота, вместо этого сделаны из меди, их долговечность и эффективность будут снижены, и их потребуется часто заменять, что сделает устройства, в которых они используются, более дорогими и требующими высокого обслуживания.

Сегодня наибольшее промышленное использование золота приходится на электронную промышленность. Из-за того, что он относительно дороже, чем другие металлы, а также из-за нехватки предложения, предпринимаются шаги по переработке золота, используемого в старой электронике, поскольку спрос на него в отрасли по-прежнему высок. Забавный факт: на YouTube больше видео о том, как извлечь золото из электроники, чем о том, почему его лучше использовать!

К сожалению, все согласны с тем, что, если не проводить его в промышленных масштабах, этот процесс будет более дорогим и опасным, чем он того стоит.10% переработанного золота в мире приходится на промышленную переработку электроники.

При таком перечне преимуществ использования золота для изготовления электронных деталей неудивительно, что даже со всеми экономическими трудностями, которые оно создает, его по-прежнему предпочитают медным и другим проводникам при производстве разъемов и других хрупких компонентов.

Позолоченные соединения в печатной плате и необработанное золото. (Фото: Дон Бендиксо/Shutterstock)

Как много вы знаете о золоте в электронике?

Можете ли вы ответить на три вопроса по только что прочитанной статье?

Начать викторину

Ваш ответ:

Правильный ответ:

Следующий

Вы получили {{SCORE_CORRECT}} из {{SCORE_TOTAL}}

Повторная викторина

 

Рекомендуемое чтение

Почему металлы проводят электричество? – Материаловедение и инженерия

Вы когда-нибудь задумывались, почему металлы проводят электричество? Возможно, вы задавались вопросом, почему металлы (и вода) являются одними из немногих электрических проводников, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни?

В этом посте я объясню, почему металлы являются такими хорошими проводниками электричества, а также объясню, как неметаллы, такие как вода и стекло, также могут стать проводниками.

Металлы проводят электричество, потому что у них есть «свободные электроны». В отличие от большинства других форм материи, металлическая связь уникальна, поскольку электроны не связаны с конкретным атомом. Это позволяет делокализованным электронам течь в ответ на разность потенциалов.

Металлическое соединение

Честно говоря, я никогда полностью не понимал металлическую связь до аспирантуры (понимаю ли я это сейчас??)

В старших классах и старшекурсниках каждый раз, когда мне задавали вопрос о металлической связи, я всегда отвечал: «Потому что в металлической связи есть море электронов.Итак, краткий ответ: «металлы проводят электричество, потому что у них есть море делокализованных электронов, которые могут свободно уйти, как только почувствуют напряжение».

Что это значит? И почему у металлов есть это «море электронов», а у других материалов его нет?

Из-за квантовых взаимодействий все атомы металлов имеют общий внешний электрон. Вместо электронов, вращающихся вокруг определенного атома, электроны бродят по всей группе атомов металла. Это похоже на суперковалентную связь — электроны распределяются не между двумя атомами, а между всеми атомами.

«Модель электронного моря» — лучший способ описать это явление. Как вы, наверное, уже знаете, атомы металла выстроены в повторяющемся порядке (кристаллическая структура), а пространство между этими атомами и вокруг них заполнено электронами, которые могут свободно двигаться.

Так же, как ионы металла отдают электроны другому атому при ионной связи, ионы металла отдают те же самые электроны электронному морю при металлической связи. Na + означает, что кусок натрия будет иметь 1 электрон в электронном море на атом Na.Al 3+ означает, что металлический алюминий будет иметь 3 свободных электрона на атом алюминия. Если вам интересно, это видео иллюстрирует модель электронного моря и многое другое.

Металлическая связь удерживается вместе благодаря электростатическим силам: каждый атом заряжен положительно, а отрицательно заряженное «море» действует как клей, связывающий атомы вместе.

Благодаря этой связи металлы имеют так много общих свойств, например

  • ковкость
  • пластичность
  • высокая температура плавления (особенно для переходных металлов)
  • прочность
  • блеск
  • теплопроводность
  • и электропроводность -механические воздействия, заставляющие металлы вести себя как металлы.

    Чтобы доказать, почему в металлах делокализованы электроны, можно использовать много сложной математики, но в определенный момент я просто должен сказать: 

    Возможно, более интуитивный способ понять металлическую связь — это посмотреть на диаграммы зон .

    Ширина запрещенной зоны
    Диаграммы зон

    могут помочь нам понять проводники, полупроводники и изоляторы. Есть много особенностей зонной диаграммы, которые важны для полупроводников, но для этой статьи вам нужно знать только ширину запрещенной зоны .

    Зонная диаграмма показывает возможные энергетические состояния электрона. Для отдельного элемента и электрона существуют очень специфические энергетические уровни, на которых может существовать электрон. Если энергия находится под напряжением, он может прыгать между этими состояниями, а если энергии достаточно, электрон даже может полностью покинуть атом. .

    Поскольку у вас есть кусок металла с ужасающе большим количеством атомов и электронов, эти разрешенные энергетические состояния для каждого атома в основном сливаются в «полосу» постоянно разрешенных состояний.Это называется валентной зоной .

    За валентной зоной находится зона проводимости . Зона проводимости — это совокупность энергетических состояний, в которых у электронов достаточно энергии, чтобы покинуть атом, с которым они связаны.

    Ширина запрещенной зоны — это расстояние между этими валентными зонами и зонами проводимости. Разница между металлами, изоляторами и полупроводниками заключается в размере запрещенной зоны.

    Металлы не имеют запрещенной зоны .Другими словами, зона проводимости и валентная зона перекрываются, поэтому атом не связан с каким-либо конкретным атомом. Если у него достаточно энергии, чтобы уйти, он просто уходит.

    Полупроводники имеют небольшую ширину запрещенной зоны .
    Это означает, что если у электронов недостаточно энергии, чтобы полностью перепрыгнуть через запрещенную зону, полупроводник вообще не проводит. Если энергии достаточно для преодоления этого барьера, материал проводит. Полупроводники очень полезны, потому что они могут действовать как переключатели, пропуская либо 0%, либо 100% тока.

    Изоляторы имеют большую ширину запрещенной зоны .
    Различие между изолятором и полупроводником немного расплывчато — у ученых нет простого значения, и если ширина запрещенной зоны больше этого значения, это изолятор. Эти термины практичны: все, что считается изолятором, имеет ширину запрещенной зоны, которая слишком велика, чтобы пересечь ее в реалистичном сценарии. Попытка пропустить слишком большой ток через множество изоляторов разрушит материал до того, как у электронов будет достаточно энергии, чтобы перепрыгнуть через запрещенную зону.

    1

    4

    Тип материала Материал диапазона диапазона (EV)
    GAAS

    1 GE
    GAAS
    GE
    GaAs

    GaAs
    1.12
    0.67
    3.44
    2.26
    1.43
    Изолятор Diamond
    PE (полиэтилен)
    SiO 2
    5 5.47
    8.8
    8.9

    Электрические свойства металлов

    Основным электрическим свойством является электропроводность .

    Проводимость измеряет количество электрического тока, которое материал может нести. Его также можно назвать «удельной проводимостью», и он является обратной величиной удельного сопротивления.

    Электропроводность определяется следующим уравнением.

    n — плотность носителей, другими словами, сколько электронов приходится на площадь поперечного сечения.

    q — электрический заряд каждого носителя, для электронов это —1.

    — это подвижность, то есть скорость, с которой электрон может перемещаться в материале.

    Это уравнение было обобщено для любой ситуации, связанной с электропроводностью (включая ионную проводимость), но в большинстве случаев носителями заряда являются как раз электроны.

     По сути, проводимость — это количество электронов, которые могут пройти через провод за заданный промежуток времени.

    Обычно, если инженеры могут изменить проводимость чего-либо, они изменяют подвижность электронов. Например, границы зерен могут рассеивать электроны, снижая скорость их движения по проводу.Осадки и легирующие элементы снижают проводимость по той же причине.

    Некоторые примеры металлов с высокой и низкой проводимостью приведены в таблице ниже.

    Топ 5 металлов с самым высоким
    Электрическая проводимость
    Проводимость σ x 10 6
    при 20 ° C (S / M)
    Silver (AG ) 63,0
    Медь (Co) 59.6
    Золотой (AU) 41.1 41.1
    37.7 37.7
    29.8
    Топ 5 металлов с самыми низкими
    Электрическая проводимость
    Проводимость σ x 10 6

    при 20 ° C (S / M)
    Марганец (Mn) 0.69
    Mercury (Hg) 1.02 1,02
    Титана (Ti) 2.38
    455 4,55
    Niobium (NB) 70510

    Электропроводность металлов в зависимости от температуры

    Противоположностью электропроводности является удельное сопротивление (или сопротивление). Удельное сопротивление — это внутренняя версия сопротивления.

       

    При повышении температуры у металлов увеличивается удельное сопротивление (или уменьшается проводимость).

    Повышение температуры вызывает линейное уменьшение проводимости металлов из-за фонон-электронных взаимодействий. Поскольку температура является мерой того, насколько быстро вибрируют атомы (мы можем назвать эту вибрацию «фононом»), повышенная вибрация может взаимодействовать с проходящими электронами.

    Это препятствует движению электронов и снижает подвижность электронов.

    Совсем другая логика применима к полупроводникам!

    Как и в металлах, при повышении температуры уменьшается.Но в полупроводниках более высокая тепловая энергия означает, что больше электронов может перейти из валентной зоны в зону проводимости. Таким образом, в то время как mu немного уменьшается, n сильно увеличивается!

    На самом деле подвижность настолько важна для сопротивления, что при абсолютном нуле, когда колебания решетки прекращаются и электроны могут беспрепятственно проходить через металл, металлы могут становиться сверхпроводниками.

    Способы изменения электропроводности металла

    Инженеры могут изменять электропроводность металлов разными способами: от изменения среды, в которой находится металл, до модификации границ зерен.

    Форма

    Форма – это, вероятно, то, чему вы научились в старшей школе в отношении проводимости. На самом деле это не изменяет собственное удельное сопротивление материала, но влияет на внешнее сопротивление.

    Поскольку сопротивление — это количество электронов, проходящих через площадь поперечного сечения, вы можете вычислить сопротивление, умножив сопротивление на длину провода и разделив его на площадь поперечного сечения провода.

    Инженеры-материаловеды имеют дело не столько с сопротивлением, сколько с удельным сопротивлением, но это важная взаимосвязь, которую необходимо знать.Тем более, что повышенное сопротивление может изменить температуру, которая может повлиять на удельное сопротивление

    Температура

    Чуть раньше мы говорили о температуре, но вот еще один график, показывающий, как температура влияет на удельное сопротивление металлов.

    В таблице ниже приведены значения коэффициента удельного сопротивления для различных металлов.

    Элемент -3 -3 -3 (1/ (1/ C) C)
    Алюминий (AL) 3.8
    Медь (CO) 4.29 4,29
    Iron (FE) 6.41 60460
    Mercury (Hg) 8.9
    Никель (NI) 6.41
    Platinum (PT) 3.93 3.93
    серебро (AG) 1,59
    TIN (Sn) 4,2
    Tungsten (W) 4,5

    Поскольку увеличение атомов металла вибрация заставляет электроны больше взаимодействовать с атомами, проводимость уменьшается с понижением температуры.А в идеальном кристалле при абсолютном нуле колебания атомов прекращаются, и металлы становятся сверхпроводящими.

    Примесные атомы

    По той же причине, что и температура, увеличение примесных атомов снижает проводимость, потому что это уменьшает подвижность электронов. При сплавлении элементов в твердом растворе элемент основного металла образует решетчатую структуру. Большинство атомов в решетке однотипны, но в сплавах есть дополнительные элементы, которые могут заменить основной элемент (это называется твердым раствором замещения).

    Поскольку эти другие элементы имеют размер, отличный от основного элемента, они напрягают решетку, уменьшая проводимость.

    Даже небольшие легирующие добавки могут оказать большое влияние на проводимость. Например, добавление 0,2% алюминия к меди может снизить проводимость меди на 20%.

    Вот краткий график, показывающий, как изменяется удельное сопротивление при добавлении меди в качестве примесных элементов.

    Даже если дополнительные элементы не образуют твердый раствор, альтернатива (осадки) также уменьшит проводимость, хотя соотношение зависит от конкретного осадка.Во многих случаях выделения уменьшают проводимость в меньшей степени, чем атомы твердого раствора, поэтому одним из быстрых методов определения выделений в металлах является проверка их проводимости.

    Границы зерен

    Четвертый способ, с помощью которого инженеры могут контролировать проводимость, заключается в изменении границ зерен. Границы зерен представляют собой участки металла, где сходятся два кристаллических устройства с разной ориентацией.

    Как и следовало ожидать из других точек, границы зерен имеют деформацию решетки, которая взаимодействует с электронами, уменьшая их подвижность.Меньшее количество границ зерен означает увеличение сопротивления.

    Почему вода проводит электричество? (ионная проводимость)

    В отличие от металлов, которые проводят электричество за счет «свободных электронов», вода проводит электричество за счет движения заряженных ионов.

    Ион — это атом с положительным или отрицательным зарядом.

    Например, если взять поваренную соль (NaCl) и растворить ее в воде, соль диссоциирует на Na + и Cl . Na в основном крадет электрон у Cl.

    В обычном состоянии эти ионы просто случайным образом распределяются по воде.

    Однако, когда вода претерпевает потенциальное изменение, свободно плавающие ионы могут двигаться. Поскольку положительные ионы притягиваются к отрицательному заряду, а отрицательные ионы отталкиваются отрицательным зарядом, если вы опустите один конец провода под напряжением в соленую ванну, электроны в проводе будут отталкивать ионы Cl и притягивать Ионы Na + .

    Чистый поток заряженных атомов — это то, что заставляет электричество течь через атомы.Сами электроны на самом деле не движутся. (Технически на самом деле происходят полуреакции: 2e  + H 2 O -> 2OH  + H 2 и 2Cl  –> Cl 2 + 2e – 900 в конце концов, вода израсходует все ионы и перестанет проводить ток).

    И да, это означает, что чистая вода не является хорошим проводником. Проводимость морской воды примерно в миллион раз выше, чем у чистой воды, и в сто раз выше, чем у питьевой воды.

    Однако, поскольку обычная питьевая вода обычно содержит растворенные в ней ионы (из металлов или минералов), электропроводность питьевой воды примерно в 10 000 раз выше, чем у чистой воды.

    Последние мысли

    Вы узнали о том, что металлы представляют собой массив положительно заряженных атомов, скрепленных «электронным клеем», общим для всех атомов. Это море электронов возникает из-за квантово-механических эффектов, которые не дают металлам запрещенной зоны. На самом деле, «отсутствие запрещенной зоны», вероятно, лучший способ определить металлы.

    Использование уравнения электропроводности

       

    вы видели, что это море электронов придает металлам очень большое значение n, потому что в нем много свободных электронов. Вы также узнали, как инженеры могут влиять на проводимость металла, изменяя подвижность электронов.

    Наконец-то вы узнали, почему вода «проводит» электричество, хотя она и не металл!

    Я надеюсь, что этот пост ответил на все ваши вопросы об электропроводности металлов!

    Ссылки и дополнительная литература

    Если вас интересуют металлы, вам также может понравиться мой полный пост, объясняющий сплавы.

    Эта страница была нашим источником графика удельного сопротивления в зависимости от температуры.

    Если вы заинтересованы в применении материалов с высокой проводимостью, бескислородная медь очень чистая и обладает хорошей проводимостью. Вы можете прочитать о некоторых применениях меди OFE здесь.

    Эта страница была нашим источником зависимости удельного сопротивления от среднего размера зерна.

    Может ли вода заменить медь для проведения электричества?


    “образование, алоха и развлечения… с 1989 года”

    Воскресенье, 20.03.22, и ваши вопросы или ответы приветствуются!
    Присоединяйтесь к этому редкому сайту “без регистрации/мы вас не отслеживаем”

    —–

    2007 г.

    Я учусь в 9-м классе в Южной Африке, делаю выставку по науке, и мне нужно несколько фактов, чтобы помочь мне (использование других материалов для производства электроэнергии, а не меди, которую обычно воруют).


    2007 г.

    Привет, Дови. Такие металлы, как медь, проводят электричество принципиально иначе, чем вода.

    В металлах есть подвижные электроны, которые легко перескакивают с атома на атом, очень эффективно проводя ток по проводу. В воде есть примеси, такие как низкие концентрации соли (NaCl), которые разделяются на положительно заряженные и отрицательно заряженные ионы, такие как Na + и Cl , и могут мигрировать через воду, неся с собой свой заряд.

    Но нет никакого сравнения в степени, в которой эти вещи происходят – ионизация загрязнителей воды происходит только в очень небольшой степени.Использование воды в качестве заменителя меди для проведения электричества нецелесообразно, так как ее электропроводность не превышает даже десятимиллионной доли. Веб-страница en.wikipedia.org/wiki/Electrical_conductivity содержит большинство искомых вами чисел. Электропроводность железа составляет около 18 процентов от меди. Проводимость алюминия составляет более половины проводимости меди, и в большинстве случаев это наиболее практичная замена меди, поскольку она намного легче и не так ценна.


    Finishing.com стал возможным благодаря …
    этот текст заменяется на bannerText

    Отказ от ответственности. На этих страницах невозможно полностью диагностировать проблему чистовой обработки или риски операции. Вся представленная информация предназначена для общего ознакомления и не является профессиональным мнением или политикой работодателя автора. Интернет в значительной степени анонимен и непроверен; некоторые имена могут быть вымышленными, а некоторые рекомендации могут быть вредными.

    Если вы ищете продукт или услугу, связанную с отделкой металлов, проверьте эти каталоги:

    О нас/Контакты    –    Политика конфиденциальности    –   

    Как медь проводит ток?

    В атоме меди самая внешняя энергетическая зона 4s, или зона проводимости, заполнена только наполовину, поэтому многие электроны способны переносить электрический ток. Когда электрическое поле прикладывается к медному проводу, проводимость электронов ускоряется по направлению к электроположительному концу , тем самым создавая ток.

    Является ли медь хорошим проводником электричества?

    Медь широко используется во всех видах электропроводки, что может указывать на то, что она является хорошим проводником электричества . Причина, по которой медь является хорошим проводником электричества, заключается в том, что она имеет большое количество свободных электронов, которые могут проводить электричество.

    Может ли медь вести себя как твердое тело?

    Электроны, присутствующие на самой внешней оболочке металла, связаны очень слабо, потому что ядро ​​имеет очень слабое притяжение к электронам самой внешней оболочки…. Электроны связаны в связи сильными электростатическими силами. Так, хлорид меди не проводит электричество в твердом состоянии .

    Проводит ли медь жидкость?

    Будет ли медь или другие металлы проводить электричество в жидком состоянии? Да , но обычно металлы в расплавленном состоянии становятся более резистивными.

    Каковы целебные свойства меди?

    Медь может проводить электрические импульсы и усиливать передачу энергии от целителя или минералов к объекту лечения.Медь может бороться с вялостью, пассивностью, неугомонностью, возбудимостью и неприятием себя . Стимулирует инициативу, оптимизм, дипломатичность и независимость.

    Для чего нужен медный провод?

    Хороший проводник электричества : Медный провод используется почти во всем, что связано с электричеством в доме, потому что он является хорошим проводником электричества. Его металлические свойства позволяют проводам проводить больше электрического тока на диаметр медного провода.

    Какие 5 хороших проводников?

    Проводники:

    • серебро.
    • медь.
    • золото.
    • алюминий.
    • железо.
    • сталь.
    • латунь.
    • бронза.

    Медь – отрицательная или положительная?

    Мы говорим, что медь — это положительный полюс , а цинк — отрицательный, но на самом деле переход электронов будет происходить против электростатических сил, а не вслед за ними: положительный электрод, медь, станет отрицательно заряженным от лишних электронов , за счет отрицательного электрода, цинк которого …

    Какой металл является самым плохим проводником электричества?

    Висмут и вольфрам — два металла, плохо проводящие электричество.

    Может ли медь терять свою проводимость?

    Оксид меди не является проводником . В случае медного провода проводимость немного снижается. потому что размер провода уменьшается незначительно. В практических ситуациях коррозия имеет тенденцию быть гораздо более серьезной на соединениях и клеммах, где провод соединяется с каким-либо прибором или соединяется с другим проводом.

    Что делает медь хорошим проводником электричества?

    По сути, это пропускает электричество по куску меди или проводит его по металлу. Любое внешнее воздействие вызовет действие отталкивания, поэтому сила самого электричества приводит в движение проводимость.

    Что делает медь непроводящей воздух?

    Когда легковые и грузовые автомобили сжигают топливо, они выделяют диоксид серы и другие загрязняющие вещества (все это вредно для вашего здоровья). Диоксид серы смешивается с влагой воздуха, образуя очень мягкую серную кислоту.эта мягкая кислота вступает в реакцию с открытой медью и окрашивает ее в зеленый цвет. Этот зеленый оксид не является проводником.

    Что происходит с медной проволокой при ее окислении?

    Однако медный провод, который обжат клеммным соединением или покрыт изоляцией, защищен от этой слабокислотной смеси и, таким образом, остается медным блестящим и полностью проводящим. Я видел, как золото, серебро и железо чернеют. Алюминий становится порошкообразно-белым от той же слабой кислоты.

    Почему медь становится проводником коррозии?

    Коррозия — это нежелательное разрушение и ослабление материала в результате химических реакций.Медь обычно устойчива к коррозии от влаги, влажности, промышленных загрязнений и других атмосферных воздействий. Однако любые коррозионные оксиды, хлориды и сульфиды, которые действительно образуются на меди, обладают определенной проводимостью.


    Какие металлы хорошо проводят электричество?

    Электрические проводники обладают подвижными электрически заряженными частицами, называемыми в металлах «электронами». Когда электрический заряд прикладывается к металлу в определенных точках, электроны будут двигаться и пропускать электричество.Материалы с высокой подвижностью электронов являются хорошими проводниками, а материалы с низкой подвижностью электронов не являются хорошими проводниками, поэтому их называют «изоляторами».

    TL;DR (слишком длинно, не читал)

    Медь, серебро, алюминий, золото, сталь и латунь являются обычными проводниками электричества. Хотя серебро и золото эффективны, они слишком дороги для обычного использования. Индивидуальные свойства делают каждую из них идеальной для конкретных целей.

    Наиболее распространены медь и серебро

    Серебро является лучшим проводником электричества, поскольку оно содержит большее количество подвижных атомов (свободных электронов).Чтобы материал был хорошим проводником, электричество, проходящее через него, должно перемещать электроны; чем больше в металле свободных электронов, тем больше его проводимость. Однако серебро дороже других материалов и обычно не используется, если только оно не требуется для специализированного оборудования, такого как спутники или печатные платы. Медь менее проводящая, чем серебро, но она дешевле и обычно используется в качестве эффективного проводника в бытовых приборах. Большинство проводов покрыты медью, а сердечники электромагнитов обычно обмотаны медной проволокой.Медь также легко паять и наматывать на провода, поэтому ее часто используют, когда требуется большое количество проводящего материала.

    Алюминий хорошо работает, но сопряжен с риском

    Алюминий, по сравнению с удельным весом, на самом деле обладает большей проводимостью, чем медь, и стоит дешевле. Алюминиевый материал используется в бытовых изделиях или в электропроводке, но это не самый распространенный выбор, поскольку он имеет несколько структурных недостатков. Например, алюминий имеет тенденцию образовывать электростойкую оксидную поверхность в электрических соединениях, что может привести к перегреву соединения.Вместо этого алюминий используется для высоковольтных линий электропередачи (таких как воздушные телефонные кабели), которые могут быть заключены в стальной корпус для дополнительной защиты.

    Золото эффективно, но дорого

    Золото является хорошим проводником электричества и не тускнеет, как другие металлы, на воздухе — например, сталь или медь могут окисляться (корродировать) при длительном контакте с кислородом. Золото особенно дорого и используется только для определенных материалов, таких как компоненты печатной платы или небольшие электрические разъемы.Некоторые материалы могут быть покрыты золотом в качестве электрического проводника или использовать небольшое количество золота, которое затем покрывается другим материалом для снижения производственных затрат.

    Сплавы стали и латуни имеют специальное применение

    Сталь представляет собой сплав железа, который также является проводником и представляет собой негибкий металл, вызывающий сильную коррозию на воздухе. Трудно отливается и не используется в мелких изделиях или машинах; вместо этого сталь используется для покрытия других проводников или для больших конструкций.Латунь, которая также является сплавом, представляет собой растяжимый металл, который позволяет легко сгибать и формовать различные детали для небольших машин. Он менее коррозионный, чем сталь, немного более проводящий, дешевле при покупке и сохраняет ценность после использования, в то время как стальной сплав ценен только при первой покупке.

    1. Свойства полупроводников: Hitachi High-Tech GLOBAL

    Название «полупроводник» широко известно, но что такое полупроводники?
    Полупроводники обладают особыми электрическими свойствами.Вещество, которое проводит электричество, называется проводником, а вещество, которое не проводит электричество, называется изолятором. Полупроводники — это вещества со свойствами где-то между ними.
    Электрические свойства можно определить по удельному сопротивлению. Такие проводники, как золото, серебро и медь, имеют низкое сопротивление и легко проводят электричество. Такие изоляторы, как резина, стекло и керамика, обладают высоким сопротивлением и через них плохо проходит электричество. Полупроводники имеют свойства где-то между этими двумя.Например, их удельное сопротивление может меняться в зависимости от температуры. При низкой температуре через них практически не проходит электричество. Но при повышении температуры через них легко проходит электричество.
    Полупроводники, почти не содержащие примесей, почти не проводят электричество. Но когда к полупроводникам добавляют какие-то элементы, через них легко проходит электричество.
    Полупроводники, состоящие из одного элемента, называются элементарными полупроводниками, включая знаменитый полупроводниковый материал кремний.С другой стороны, полупроводники, состоящие из двух или более соединений, называются составными полупроводниками и используются в полупроводниковых лазерах, светоизлучающих диодах и т. д.

    Энергетический браслет

    Атом состоит из ядра и электронов, вращающихся вокруг ядра.
    Электроны не могут вращаться вокруг ядра на каком-либо расстоянии в атомном пространстве, окружающем ядро, но разрешены только определенные, очень специфические орбиты, и они существуют только на определенных дискретных уровнях.Эти энергии называются энергетическими уровнями. Большое количество атомов собирается, образуя кристалл, и взаимодействует в твердом материале, тогда энергетические уровни становятся настолько близко расположенными, что образуют полосы. Это энергетический диапазон.
    Металлы, полупроводники и изоляторы отличаются друг от друга своей зонной структурой. Их полосовые структуры показаны на рисунке ниже.

    В металлах зона проводимости и валентная зона располагаются очень близко друг к другу и могут даже перекрываться с энергией Ферми (Ef) где-то внутри.Это означает, что в металле всегда есть электроны, которые могут свободно двигаться и, следовательно, всегда могут переносить ток. Такие электроны известны как свободные электроны. Эти свободные электроны ответственны за ток, протекающий через металл.

    В полупроводниках и изоляторах валентная зона и зона проводимости разделены запрещенной энергетической щелью (Eg) достаточной ширины, а энергия Ферми (Ef) находится между валентной зоной и зоной проводимости. Чтобы попасть в зону проводимости, электрон должен набрать достаточно энергии, чтобы перепрыгнуть через запрещенную зону.Как только это будет сделано, он может проводить.

    В полупроводниках при комнатной температуре ширина запрещенной зоны меньше, тепловой энергии достаточно, чтобы позволить электронам довольно легко перепрыгивать через щель и совершать переходы в зоне проводимости, учитывая ограниченную проводимость полупроводника. При низкой температуре ни один электрон не обладает достаточной энергией, чтобы занять зону проводимости, и, следовательно, движение заряда невозможно. При абсолютном нуле полупроводники являются идеальными изоляторами. Плотность электронов в зоне проводимости при комнатной температуре не так высока, как в металлах, поэтому они не могут проводить ток так же хорошо, как металл.Электропроводность полупроводника не такая высокая, как у металла, но и не такая плохая, как у электрического изолятора. Вот почему этот тип материала называется полупроводником, что означает полупроводник.

    Ширина запрещенной зоны для изоляторов велика, поэтому очень немногие электроны могут перепрыгнуть через нее. Следовательно, ток в изоляторах протекает с трудом. Разница между изоляторами и полупроводниками заключается в размере энергии запрещенной зоны. В изоляторе, где запрещенная зона очень велика, и в результате энергия, необходимая электрону для перехода в зону проводимости, практически достаточно велика.Изоляторы плохо проводят электричество. Это означает, что электропроводность изолятора очень плохая.

    Полупроводниковый кристалл, используемый для ИС и т. д., представляет собой монокристалл кремния высокой чистоты 99,999999999%, но при фактическом создании схемы добавляются примеси для управления электрическими свойствами. В зависимости от добавленных примесей они становятся полупроводниками n-типа и p-типа.

    Пятивалентный фосфор (P) или мышьяк (As) добавляют к кремнию высокой чистоты для полупроводников n-типа.Эти примеси называются донорами. Энергетический уровень донора расположен близко к зоне проводимости, то есть энергетическая щель мала. Затем электроны на этом энергетическом уровне легко возбуждаются в зону проводимости и вносят свой вклад в проводимость.

    С другой стороны, трехвалентный бор (B) и т. д. добавляют в полупроводник р-типа. Это называется акцептор. Энергетический уровень акцептора близок к валентной зоне. Поскольку здесь нет электронов, здесь возбуждаются электроны в валентной зоне.В результате в валентной зоне образуются дырки, что способствует проводимости.

    Название «полупроводник» широко известно, но что такое полупроводники?
    Полупроводники обладают особыми электрическими свойствами. Вещество, которое проводит электричество, называется проводником, а вещество, которое не проводит электричество, называется изолятором. Полупроводники — это вещества со свойствами где-то между ними.
    Электрические свойства можно определить по удельному сопротивлению.Такие проводники, как золото, серебро и медь, имеют низкое сопротивление и легко проводят электричество. Такие изоляторы, как резина, стекло и керамика, обладают высоким сопротивлением и через них плохо проходит электричество. Полупроводники имеют свойства где-то между этими двумя. Например, их удельное сопротивление может меняться в зависимости от температуры. При низкой температуре через них практически не проходит электричество. Но при повышении температуры через них легко проходит электричество.
    Полупроводники, почти не содержащие примесей, почти не проводят электричество.Но когда к полупроводникам добавляют какие-то элементы, через них легко проходит электричество.
    Полупроводники, состоящие из одного элемента, называются элементарными полупроводниками, включая знаменитый полупроводниковый материал кремний. С другой стороны, полупроводники, состоящие из двух или более соединений, называются составными полупроводниками и используются в полупроводниковых лазерах, светоизлучающих диодах и т. д.

    Энергетический браслет

    Атом состоит из ядра и электронов, вращающихся вокруг ядра.
    Электроны не могут вращаться вокруг ядра на каком-либо расстоянии в атомном пространстве, окружающем ядро, но разрешены только определенные, очень специфические орбиты, и они существуют только на определенных дискретных уровнях. Эти энергии называются энергетическими уровнями. Большое количество атомов собирается, образуя кристалл, и взаимодействует в твердом материале, тогда энергетические уровни становятся настолько близко расположенными, что образуют полосы. Это энергетический диапазон.
    Металлы, полупроводники и изоляторы отличаются друг от друга своей зонной структурой.Их полосовые структуры показаны на рисунке ниже.

    В металлах зона проводимости и валентная зона располагаются очень близко друг к другу и могут даже перекрываться с энергией Ферми (Ef) где-то внутри. Это означает, что в металле всегда есть электроны, которые могут свободно двигаться и, следовательно, всегда могут переносить ток. Такие электроны известны как свободные электроны. Эти свободные электроны ответственны за ток, протекающий через металл.

    В полупроводниках и изоляторах валентная зона и зона проводимости разделены запрещенной энергетической щелью (Eg) достаточной ширины, а энергия Ферми (Ef) находится между валентной зоной и зоной проводимости.Чтобы попасть в зону проводимости, электрон должен набрать достаточно энергии, чтобы перепрыгнуть через запрещенную зону. Как только это будет сделано, он может проводить.

    В полупроводниках при комнатной температуре ширина запрещенной зоны меньше, тепловой энергии достаточно, чтобы позволить электронам довольно легко перепрыгивать через щель и совершать переходы в зоне проводимости, учитывая ограниченную проводимость полупроводника. При низкой температуре ни один электрон не обладает достаточной энергией, чтобы занять зону проводимости, и, следовательно, движение заряда невозможно.При абсолютном нуле полупроводники являются идеальными изоляторами. Плотность электронов в зоне проводимости при комнатной температуре не так высока, как в металлах, поэтому они не могут проводить ток так же хорошо, как металл. Электропроводность полупроводника не такая высокая, как у металла, но и не такая плохая, как у электрического изолятора. Вот почему этот тип материала называется полупроводником, что означает полупроводник.

    Ширина запрещенной зоны для изоляторов велика, поэтому очень немногие электроны могут перепрыгнуть через нее. Следовательно, ток в изоляторах протекает с трудом.Разница между изоляторами и полупроводниками заключается в размере энергии запрещенной зоны. В изоляторе, где запрещенная зона очень велика, и в результате энергия, необходимая электрону для перехода в зону проводимости, практически достаточно велика. Изоляторы плохо проводят электричество. Это означает, что электропроводность изолятора очень плохая.

    Полупроводниковый кристалл, используемый для ИС и т. д., представляет собой монокристалл кремния высокой чистоты 99,999999999%, но при фактическом создании схемы добавляются примеси для управления электрическими свойствами.В зависимости от добавленных примесей они становятся полупроводниками n-типа и p-типа.

    Пятивалентный фосфор (P) или мышьяк (As) добавляют к кремнию высокой чистоты для полупроводников n-типа. Эти примеси называются донорами. Энергетический уровень донора расположен близко к зоне проводимости, то есть энергетическая щель мала. Затем электроны на этом энергетическом уровне легко возбуждаются в зону проводимости и вносят свой вклад в проводимость.

    С другой стороны, трехвалентный бор (В) и т.д.добавляется к полупроводнику р-типа. Это называется акцептор. Энергетический уровень акцептора близок к валентной зоне. Поскольку здесь нет электронов, здесь возбуждаются электроны в валентной зоне. В результате в валентной зоне образуются дырки, что способствует проводимости.

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.