Які речовини проводять електричний струм? речовини які

Зі шкільного курсу фізики відомо, що електричний струм являє собою впорядкований рух заряджених частинок. При цьому повинна дотримуватися як мінімум дві умови — це наявність вільних носіїв заряду і присутність електричного поля. Розглянемо більш докладно які речовини проводять електричний струм, і які умови для цього повинні бути створені.

Загальним для всіх варіантів буде обов’язкова наявність поля, тільки в цьому випадку можливе створення сили, яка буде прикладена до заряду для його переміщення від одного електрода до іншого.

Здатність різних речовин проводити електричний струм

Якщо не брати до уваги фізичний стан, то всі матеріали можна умовно розділити на три групи за ступенем провідності електрики:

  • провідники;
  • напівпровідники;
  • діелектрики.

Розглянемо кожен випадок більш докладно.

провідники

До цієї групи можна віднести речовини, які проводять електричний струм чудово. Це — метали, електроліти та іонізовані гази.

Метали як провідники електричного струму

Перша підгрупа речовин має кристалічну решітку і відрізняється великою наявністю вільних електронів, які і є носіями заряду при створенні відповідних умов, зокрема електричного поля. Їх розплави проводять електричний струм не гірше, ніж у твердій фазі. Не варто забувати, що метали можуть бути і в рідкому стані, прикладом чого є ртуть. Але найбільшого поширення, як провідники, отримали тверді фази цих речовин. При взаємодії з киснем метал утворюють оксиди, які проводять електричний струм тільки за певних умов і за своєю суттю є напівпровідниками. Мова про них піде нижче. З металів відмінною електропровідністю володіють мідь, алюміній, залізо, срібло та ін.

Рідкі провідники електричного струму

Під рідкими провідниками розуміють кислоти, розчини, електроліти, які проводять електричний струм. Носієм заряду в даних випадках є іони. Необхідно відзначити, поширене переконання що вода є провідником, в корені невірно. Коли н2Про перебувати в чистому стані, вільні іони в ній відсутні. Якщо при приміщенні в воду електродів спостерігається протікання електричного струму, то це говорить тільки про те, що в даному випадку ми маємо справу з розчином будь-якого речовини.

напівпровідники

Це особлива група речовин, яка проводить електричний струм при створенні певних умов. У кристалічній решітці напівпровідників спостерігається вкрай обмежене наявність вільних носіїв зарядів. Але при створенні відповідних умов, наприклад, при впливі світла, зниженні або підвищенні температури, або будь-яких специфічних факторів кількість звільнених носіїв зростає.

Речовини, які проводять електричний струм і відносяться до групи напівпровідників володіють однією особливістю — під впливом зовнішніх чинників пов’язані електрони залишають своє місце, і утворюють т.зв. «Дірку». Вона має позитивний заряд. При створенні електричного поля електрони і «дірки» рухаються назустріч один одному, утворюючи електричний струм. Така особливість називається електронно-доречнийпровідністю. Найбільш поширеними напівпровідниками вважаються кремній, германій, селен, галій, телур і т.д.

діелектрики

У діелектриках вільні носії заряду відсутні. Перебіг електричного струму в таких речовинах неможливо при стандартних зовнішніх умовах. Найбільш популярними матеріалами, які не проводять електричний струм є слюда, кераміка, гума та каучуки.

Також до них можна віднести повітря і певні види газів, але для них, визначальним буде ступінь забруднення. При наявності достатньої кількості вільних іонів, діелектричні властивості вони втрачають. Таким чином можна сліпо покладатися що яка-небудь речовина є абсолютним діелектриком і не проводить електрику. При певних обставини велика частина речовин, свідомо вважаються діелектриками можуть набувати властивостей напівпровідників.

Так, наприклад, оксид заліза, який в звичайних умовах перешкоджає протіканню електричного струму, при підвищенні тиску і температури переходить в стан провідності, при цьому внутрішня його структура не порушується.

Підводячи підсумки, відзначимо що якісна відмінність речовин, які пропускають або перешкоджають протіканню електричного струму є їх провідний стан. Для металів воно є постійним, а для діелектриків і напівпровідників збудженої фазою. Кількісне визначення провідності виражається через питомий електричний опір.

Ссылка на основную публикацию