Архив метки: полупроводник

Проводники, полупроводники, изоляторы.

Проводники, полупроводники и изоляторы — это вещества с различным количеством свободных зарядов.

Проводники отлично проводят электрический ток благодаря большому количеству свободных зарядов в меж атомном пространстве (Рис 16.1) К ним относятся все металлы, так же проводниками могут быть некоторые жидкости и газы.

Полупроводники имеют уже более меньшее количество свободных зарядов чем проводник (рис.16.2)  и за счет этого обладают меньшей проводимостью электричества.

В диэлектриках свободные заряды почти отсутствуют (Рис.16.3) и поэтому они не проводят электричество.

Проводимость зависит от свободных зарядов в веществе

Так в чем же «фишка» этих свободных зарядов как они влияют на проводимость?

Разберем это на примере с металлическим проводником. В металлах почти все атомы являются положительными ионами из за слабой связи крайних электронов с ядром атома, они практически не закреплены на его орбите и за счет этого легко покидают его. Свободные заряды (электроны) мечутся от одного атома к другому напоминая беспорядочно движущийся рой пчёл и за счет такого беспорядочного движения свободных зарядов в металлическом проводнике к нему применяют такое вырождение как «Электронный газ».

Если проводник не подключен к источнику питания то в нем будет равное количество электронов и протонов. Это означает что проводник является сам по себе электрически нейтральным хоть в нем и происходит такое бурное беспорядочное движение зарядов в меж атомном пространстве.

Подключив проводник к источнику питания в нем начинается уже упорядочное      движение зарядов, а происходит это движение благодаря тому что заряды(электроны) начинают упорядочено перемещаться (тянуться) к противоположенному источнику питания перепрыгивая от одного атома к другому. И отсюда можно сделать вывод, что чем больше в веществе атомов способных легко терять и принимать электроны (отсюда и много свободных зарядов в веществе) тем выше его проводимость ведь чем больше таких атомов будет трудиться помогая перемещать заряды от минуса к плюсу тем больше будет проводимость такого вещества.

Так как полупроводник имеет меньшее количество свободных зарядов следовательно и меньшее количество атомов способных помочи в перемещении зарядов, то он обладает меньшей проводимостью зарядов (электричества).

А вот в диэлектрике атомы способные помочь в перемещении электронов практически отсутствуют так как электроны этого вещества крепко связаны с ядром атома .

Увеличить проводимость вещества можно с помощью примесей при добавлении которых увеличивается количество свободных зарядов (атомов способных передавать заряды друг другу).

Например если добавить в дистиллированную воду (она является диэлектриком и практически не имеет свободных зарядов) соль, то дистиллированная вода изменит свою внутреннею структуры так, что она станет проводником и она соответственно будет иметь много свободных зарядов.

Вывод: Чем больше в веществе свободных зарядов тем больше в этом веществе атомов (положительных ионов) помогающих перемещению зарядов, ну и чем больше таких атомов тем лучше проводимость вещества.

Эксперимент: Увеличение проводимости с помощью примеси.

Контрольные вопросы:

  1. От чего зависит проводимость вещества?
    Ответ

    От свободных зарядов в веществе.

    [свернуть]
  2. С помощью чего можно увеличить или уменьшить проводимость вещества?
    Ответ

    С помощью примесей.

    [свернуть]
  3. Что такое диэлектрик?
    Ответ

    Это вещество в котором отсутствуют свободные заряды.

    [свернуть]