Ce qu'il est une théorie de la bande conducteur, semi-conducteurs et selon isolant

La puissance électrique peut être divisé en trois groupes principaux de matériaux: les conducteurs, les semi-conducteurs et diélectriques. La principale différence est qu'ils ont différentes conduction du courant électrique. Dans cet article, nous allons parler de la différence de ces matériaux et leur comportement dans un champ électrique.

Qu'est-ce que le conducteur

Ainsi, ce conducteur - matériel (matériel, environnement), parfaitement conducteur du courant électrique. substance présente dans ce qu'on appelle des particules chargées (électrons libres ou des ions) sont capables de déplacer librement dans tout le volume de la substance, et quand une tension électrique, un courant conductivité.

La principale caractéristique du conducteur est sa « résistance » (R), Mesurée en ohms ou valeur de retour appelé « conduction », est donnée par:

G = 1 / R

Et cette valeur est mesurée en Siemens.

Pour les conducteurs applique: la plupart des métaux, du carbone (graphite ou de carbone), diverses solutions de sels et d'acides.

Conducteurs dans lequel le transfert de charge est effectuée principalement par le mouvement des électrons (émission d'électrons), appelé conducteurs du premier type. Si elle est effectuée par les ions (électrolytes) en charge des conducteurs en mouvement, les conducteurs sont appelés second ordre.

Les métaux les plus utilisés, car ils ont la meilleure conductivité et, par conséquent, une plus faible résistance au courant électrique.

Par exemple, tous les fils conducteurs d'alimentation (cordons) sont fabriqués à partir de métaux qui sont des conducteurs.

Qu'est-ce qu'un isolant

Diélectriques sont les substances qui présentent une grande résistance et un courant électrique est mené soit dans ses quantités mineures.

Cela est dû au fait que ces matériaux sont très peu porteurs de charge libres est due à des liaisons atomiques relativement fortes. Par conséquent, lorsqu'un champ courant électrique dans le diélectrique est tout simplement pas disponible.

K diélectriques comprennent des matériaux tels que le verre, la porcelaine, la céramique, PCB, Carbolite, de l'eau distillée (pas d'impuretés de sel), poudre de bois, le caoutchouc, etc.

Diélectriques aussi très largement utilisés dans la vie quotidienne. L'isolant des fils, boîtier électrique en matériaux diélectriques.

Mais si vous créez certaines conditions, par exemple, augmenter considérablement la tension de fonctionnement, l'isolant peut devenir un conducteur. Vous avez sûrement entendu cette expression comme « rupture d'isolation. »

La principale caractéristique d'une résistance électrique du diélectrique est considéré (cette valeur est égale à la tension de claquage).

Qu'est-ce qu'un semi-conducteur

Comme on peut le voir même du titre de semi-conducteurs occupent une position intermédiaire entre les conducteurs et diélectriques. Semi-conducteurs à l'état initial le courant électrique est pas transmis, mais lorsqu'il est appliqué sur un matériau semi-conducteur d'énergie, le semi-conducteur est converti en un guide diélectrique.

De tels éléments sont utilisés dans l'électronique, de qui produisent des transistors, thyristors, des diodes, des LED et similaires. D.

Différenciation des substances sur les conducteurs, les semi-conducteurs et isolants sont expliqués à l'aide Bande théorie des solides. Il est certainement pas accepté par toutes simples, mais la connaître très souhaitable.

Bande théorie des solides

Ainsi, la différence entre les conducteurs et diélectriques, les semi-conducteurs peut être expliqué par la théorie de la bande. Il va comme ceci:

Comme on le sait à partir du modèle de Bohr de l'atome, les électrons dans un atome placé sur certaines orbites

Dans le réseau cristallin de l'orbite d'électrons solide changement inévitable sous l'influence des atomes voisins et des électrons. Et pour cette raison, il y a un changement de niveaux d'énergie de rétention d'électrons.

Avec des orbites près du noyau de l'atome, les électrons peuvent passer à un autre niveau en théorie, mais maintenant avec externe orbites qui sont en sous-niveaux de flou en solides, le transfert d'électrons entre eux peuvent être assez facilement.

Et quand un potentiel électrique des électrons, qui sautillent au hasard sur les orbites extérieures des atomes adjacents acquérir un seul vecteur de mouvement, et nous observons le courant électrique.

Par conséquent, la couche inférieure où les électrons sont librement déplaçable, appelé la bande de conduction.

Valence bande est appelée la région des énergies autorisés, et il est sous la bande de conduction.

Pour électron déplacé de la bande de valence à la bande de conduction, il faut traverser la bande interdite soi-disant.

Numériquement, elle est exprimée en électron-volts. A des niveaux d'énergie à semi-conducteurs, les conducteurs et diélectriques peut être représenté schématiquement comme suit:

Comme on le voit sur la figure ci-dessus le conducteur a la bande interdite, à savoir la bande de valence et la bande de conduction a une région de chevauchement. Cela signifie que dans un matériau tel, même avec peu de puissance est appliquée, les électrons commencent à se déplacer dans le corps du conducteur.

Aux niveaux entre la bande interdite de semi-conducteurs est présent. Sa largeur indique que l'énergie doit être appliquée au semi-conducteur, les électrons ont commencé son mouvement, c'est, le début du passage du courant.

Et diélectrique région interdite est si large que le transfert d'électrons de valence à la zone en cours pratiquement exclue. Comme il a besoin d'énergie considérable pour surmonter cet obstacle, ce qui provoquerait la destruction du diélectrique.

conclusion

C'est tout ce que je voulais vous parler de conducteurs et diélectriques, semi-conducteurs. Si vous l'article est intéressant et utile, vous l'apprécierez. Et je vous remercie de votre attention!