Серебро это проводник полупроводник или диэлектрик

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Все вещества состоят из атомов и молекул, имеющих положительно заряженные ядра и отрицательно заряженные электроны. Атомы и молекулы электрически нейтральны, так как заряд ядра равен суммарному заряду

электронов, окружающих ядро. При наличии внешних факторов (повышение температуры, электрическое поле и т.д.) атом или молекула теряет электрон. Этот атом превращается в положительный ион, а электрон, оторвавшийся от атома, может присоединиться к другому атому, превратив его в отрицательный ион, остаться свободным. Процесс образования ионов называют ионизацией.

Количество свободных электронов или ионов в единице объема вещества называется концентрацией заряженных частиц. Таким образом, в веществе, которую поместили в электрическое поле, под действием сил поля возникает процесс движения свободных электронов или ионов в направлении сил поля, назвали электрическим током.

ФИЗИКА 8 класс : Проводники, непроводники, полупроводники электричества

Свойство вещества проводить ток под действием электрического поля называется электропроводностью вещества, которая зависит от концентрации свободных электрически заряженных частиц. Чем больше концентрация заряженных частиц, тем больше электропроводность вещества. Все вещества в зависимости от электропроводности делятся на:

1 Проводник. Обладают очень большой электропроводностью. Проводники делятся на две группы. К проводникам первой группе относятся металлы (медь, алюминий, серебро и т.д.) и их сплавы, в которых возможно перемещение только электронов. То есть в металлах электроны очень слабо связаны с ядрами атомов и легко от них отделяются.

В металлах явление электрического тока связано с движением свободных электронов, которые обладают очень большой подвижностью и находятся в состоянии теплового движения. Эту электропроводность называют электронной. Проводники используются для изготовления проводов, ЛЭП, обмоток электрических машин и т.п..

К проводникам второй группе относятся водные растворы солей, кислот и т.д., которые называют электролитами. Под действием раствора молекулы вещества распадаются на положительные и отрицательные ионы, которые под действием электрического поля начнут перемещаться. Ионы электролита при прохождении тока начнут осаждатися на электродах, опущенных в электролит. Процесс выделения вещества из электролитов электрическим током называется электролизом. Его используют для добычи цветных металлов из растворов их соединений (медь, алюминий), а также для покрытия металлов защитным слоем другого металла (например, хромирование).

2 Диэлектрики (или электроизоляционные вещества). Вещества с очень малой электропроводностью (газы, резиновые вещества, минеральные масла и т.п.). В этих веществах электроны очень сильно связаны с ядрами атомов и под действием электрического поля редко отделяются от ядер. Т.е. диэлектрики не проводят электрический ток. Это их свойство используют при производстве электрозащитных средств: диэлектрические перчатки, обувь, коврики, изолирующие подставки, накладки, колпаки, изоляторы на электрооборудовании и т.п..

Диэлектрики могут быть: твердые, газообразные, жидкости.

3 Полупроводниковые (германий, селен, кремний). Это вещества, которые кроме электронной проводимости, имеют «дырочную» проводимость, которая в большой степени зависит от наличия внешних факторов: света, температуры, электрического или магнитного поля. Эти вещества имеют ковалентную связь (- это химическая связь между двумя электронами соседних атомов на одной орбите).

Ковалентная связь очень непрочен. При наличии внешнего фактора он разрушается и появляются свободные электроны (электронная проводимость). В момент образования свободного электрона в ковалентной связи появляется свободный город — «электрона дыра» (эквивалентная протона), которая притягивает к себе электрон из соседнего ковалентной связи.

Но тогда образуется новая «дыра», которая вновь притягивает к себе электрон из соседнего ковалентной связи и так далее. Т.е. под действием электрического поля перемещаются «дыры» в направлении поля (навстречу электронам) — движение протонов.

Таким образом, при электронной проводимости — электрон проходит весь путь, а при «дырочной» — электроны поочередно замещаются по связям, каждый электрон проходит долю пути. При нарушении связей в полупроводниках одновременно возникает одинаковое количество электронов и «дырок».

То есть, проводимость состоит из электронной и «дырочной» и называется собственной проводимостью полупроводника. Свойства полупроводников возможно изменить, если в них внести примеси других веществ. Тем самым увеличить ту или иную проводимость. Это используется в промышленной электронике: диоды, транзисторы, тиристоры.

Используют, как усилители, выпрямители, электронные генераторы, стабилизаторы и тому подобное. Их преимущества: малая потеря энергии, стоимость, размер и масса, простота эксплуатации, большой срок работы. Недостаток: зависимость проводимости от температуры.

Источник: worldofscience.ru

Проводники, полупроводники и непроводники электричества

Поскольку электрический ток представляет собой организованное движение электрических зарядов, то для его существования необходима среда, в которой существуют заряды, способные двигаться под действием внешнего поля. Рассмотрим это явление более подробно. Кроме того, приведем примеры проводников и непроводников электричества.

Проводники

Проводимость в кристалле металла

Самыми лучшими проводниками являются металлы. Происходит это потому, что ядра атомов с электронами внутренних электронных оболочек (ионы) образуют плотную регулярную пространственную структуру – кристаллическую решетку, электроны внешних оболочек оказываются «общими» для соседних ионов и могут достаточно свободно перемещаться от одного иона к другому.

Рис. 1. Металлическая кристаллическая решетка.

Электроны движутся хаотически, но если возникает электрическое поле, то электроны начинают двигаться упорядочено, а поскольку тормозящих сил нет – легко возникает электрический ток.

Примерами хороших проводников являются такие металлы, как серебро, медь, алюминий.

Хотя скорость движения электронов по проводнику невысока (миллиметры в секунду), само электрическое поле распространяется с очень большой скоростью, сравнимой со скоростью света.

Проводимость растворов

Поскольку чистая дистиллированная вода практически не содержит свободных зарядов, она не может проводить электрический ток. Однако, если в воде растворено другое вещество, (например, обычная поваренная соль), то под действием молекул воды нейтральная молекула этого вещества распадается на заряженные части (ионы). И теперь при появлении электрического поля ионы придут в упорядоченное движение, возникнет электрический ток.

Рис. 2. Ионная проводимость растворов.

Поскольку ионы в растворе значительно тяжелее электронов в металле, растворы хуже проводят электричество, по сравнению с металлами.

Проводимость газов

Газы, как правило, состоят из отдельных, хаотично движущихся и достаточно далеко отстоящих друг от друга молекул. Поэтому они не проводят электрический ток. Однако, если внешними воздействиями создавать внутри газа заряженные частицы (ионы), то газ начинает проводить электрический ток. Такими воздействиями может быть нагревание, либо создание такого большого электрического поля, что его сил оказывается достаточно для разрушения внешних электронных оболочек. Газ при этом ионизируется, и возникает разряд – тлеющий или искровой.

Рис. 3. Тлеющий или искровой газовый разряд.

Total Commander — неустаревающая классика

• Стоимость: 45 долларов.
• Пробный период: 30 дней.
• Поддерживается на Windows XP и новее.

Не включить в эту подборку Total Commander было бы преступлением. Это один из самых популярных и в то же время старых файловых менеджеров для Windows. Удобный двухпанельный интерфейс позволит значительно ускорить перемещение и организацию файлов, а внушительный функционал покроет абсолютно все задачи пауэр-юзеров.

Плюсы:

• Встроенный архиватор.
• Побитовое редактирование.
• Деление и объединение файлов.
• Удаление файлов без возможности восстановления.
• Поддержка плагинов.

Минусы:

• Цена.
• Сложная для новичков настройка.

Диэлектрики

Если среда содержит очень мало свободных зарядов (или не содержит их вообще), такая среда не может проводить электрический ток и является непроводником (диэлектриком, изолятором).

В отличие от кристаллов проводников, кристаллы диэлектрика имеют такую пространственную структуру, что внешние электроны не могут далеко удалиться от ионов. В результате даже при приложении достаточно большого внешнего электрического поля ток в диэлектрике не возникает. Типичными примерами непроводников является стекло или пластмассы.

Жидкости-диэлектрики – это жидкости, в которых нет растворенных примесей, а молекулы этих жидкостей сами по себе ионами не являются, например, дистиллированная вода.

Газы в нормальных условиях, как уже было сказано выше, содержат очень мало заряженных частиц, и являются хорошими изоляторами. Примером может являться обычный воздух.

Граница между проводниками и непроводниками достаточно условна. Кроме того, существуют вещества, занимающие промежуточное положение, они называются полупроводниками. В таких веществах количество свободных зарядов не так велико, как в металлах, однако, значительно больше, чем в диэлектриках. К типичным полупроводникам относится кремний.

One Commander — для любителей кастомизации

• Стоимость: бесплатно для некоммерческого использования.
• Только для Windows 10.

One Commander — пожалуй, самый необычный файловый менеджер для Windows. Интересен он благодаря самобытному внешнему виду, поддержке тем и уникальным функциям. Например, у этого приложения есть функция отображения файлов и папок в виде столбцов, напоминающих картотеку, что помогает при навигации. Кроме кастомизации, утилита может предложить стандартный набор функций файловых менеджеров.

Архиватор, функция переименования нескольких файлов с поддержкой RegEx и не только. Приложение всё ещё в активной разработке, поэтому в программе нередко можно найти баги и другие недоработки.

Плюсы:

• Красивый внешний вид с поддержкой тем.
• Детальное отображение информации о файлах.
• Большое количество кастомизации.

Минусы:

• Иногда встречаются баги.

Что мы узнали?

Деление на проводники и непроводники электричества проводится в зависимости от количества свободных электрических зарядов в веществе. Проводники – это вещества, в которых имеется много свободных электрических зарядов, типичные представители – металлы. Непроводники (диэлектрики, изоляторы) – это вещества, в которых мало или вовсе нет свободных электрических зарядов, типичные представители – стекло, пластмасса. Кроме того, существуют полупроводники, занимающие промежуточное положение, например, кремний.

Directory Opus — решение для профессионалов

• Стоимость: 40 долларов за базовую версию и 70 за полную.
• Пробный период: 30 дней.
• Поддерживается на Windows XP и новее.

Directory Opus — современный файловый менеджер с интуитивным и простым интерфейсом. Благодаря многопоточности любые операции проходят быстрее, а набор встроенных утилит способен заменить сразу несколько приложений: архиватор, FTP-клиент и сам «Проводник». Pro-версия позволяет: полностью заменить «Проводник» в системе, создавать и использовать скрипты для автоматизации, и создавать собственные панели с инструментами, а также вызывать их с помощью горячих клавиш.

Плюсы:

• Двух- или однопанельный интерфейс.
• Вкладки.
• Переименовывание множества файлов одновременно.
• Редактирование тегов фотографий, аудио и видео.
• Настраиваемый интерфейс.
• Быстрая работа благодаря многопоточности.

Минусы:

• Высокая цена за Pro-версию.

Files — стильный и современный

• Стоимость: бесплатно.
• Только для Windows 10.

Пожалуй, последним и самым красивым файловым менеджером для Windows станет Files. Это современное UWP-приложение, которое умеет всё то, что может стандартный «Проводник», но в совершенно новом обличии. Продукт всё ещё сыроват, но попробовать однозначно стоит — утилита часто обновляется, а также имеет открытый исходный код. Подробнее о ней вы можете почитать здесь.

Плюсы:

• Современный и красивый внешний вид.
• Поддержка ARM процессоров.
• Вкладки.
• Поддержка плагинов (вроде QuickLook).

Минусы:

• Редкие вылеты.
• Отсутствие встроенного архиватора.

Сечение

Следующий важный параметр – это сечение проводника. О сечении можно рассказывать долгое время, но мы рекомендуем просто прочитать статью: как определить сечение кабеля или воспользоваться специальным калькулятором для этого.

Отметим, что сечение – это очень важный параметр и крайне важно выбирать проводник с запасом по сечению процентов на 30, можно и больше, хуже точно не будет.

Провод или кабель выбрать

Изначально рекомендуем прочесть: чем отличается провод от кабеля, там мы детально рассмотрели этот вопрос. И сразу скажем, что для проводки в доме необходимо использовать только кабель, о проводе идти речь не может, на это есть несколько причин:

1. Средний срок службы кабеля составляет 30 лет, у провода 10 лет. А есть смысл, каждые 10 лет менять проводку в доме, тем более, что у кабелей технические характеристики всегда на порядок лучше.
2. Кабели устойчивы к длительному нагреву, конечно, если их сравнивать с проводами. Это для квартиры очень важно, ведь далеко не все люди устанавливают электрическую проводку в своем доме с запасом по мощности.
3. Для укладки провода необходимо использовать горфрированную трубу, поэтому монтаж выйдет на порядок дороже. Кабель можно прокладывать любым удобным способом.
4. Стоимость кабеля всегда ниже, соответственно логично для проводки выбирать именно его, особенно, если вспоминать, сколько метров необходимо даже на однокомнатную квартиру.

Обращаем внимание! Опытные электрики всегда советуют использовать именно кабель, существует и множество других причин, которые заставляют это делать в современных реалиях.

Free Commander — бесплатно и сердито

• Стоимость: бесплатно.
• Поддерживается на Windows XP и новее.

Если вы не готовы платить 45 долларов за Total Commander, то Free Commander станет отличной бесплатной альтернативой. Приложение полностью копирует внешний вид оригинала и имеет практически идентичный функционал. Утилита выпускается в двух вариациях — 32-бит и 64-битной, которую можно получить отправив пожертвование разработчикам.

File Manager

Первоначально созданный Asus для своих первых смартфонов, File Manager теперь доступен на всех Android. Несмотря на примитивное название и специфическое для платформы происхождение, приложение обладает широким функционалом и выделяется надёжностью. Сразу складывается впечатление, что Asus усовершенствовали Astro и сделали его немного лучше.

На главном экране предусмотрен быстрый доступ к Анализатору хранилища – специально для тех, кто любит держать всё под контролем. Здесь же кнопка Скрытый кабинет – локальная защищённая паролем папка для личных конфиденциальных файлов. Всё, что делает File Manager, он делает хорошо. Навигация и сосредоточенный подход к простому управлению файлами делают приложение приятным и комфортным в использовании.

Источник: svet202.ru

Знакомство с проводниками, полупроводниками и диэлектриками: технические характеристики

Что главное в материалах, которые используются для электричества? Главным их свойством является токопроводимость. Такие материалы делятся на три вида — проводники, полупроводники, диэлектрики.

Сегодняшняя статья посвящена именно этим материалам. Мы подробно рассмотрим что они из себя представляют, для чего используются и каким образом пропускают ток.

Итак, начнем с проводника

Проводник — это материя, которая состоит из свободных носителей заряженных частиц. При движении этих частиц возникает тепловая энергия, поэтому ему дали название — тепловое движение.

Есть два основных параметра проводника — сопротивление, обозначается буквой R или же проводимость, обозначается буквой G. Проводимость это показатель противоположный сопротивлению — G=1/R.

То есть проводник — это материал, который ведет ток.

Что же является проводником. Металлы — лучшие проводники, особенно медь и алюминий. Также проводниками являются солевые растворы, влажный грунт, углерод. Последний нашел широкое применение в работе со скользящими связями.

Примером такого применения являются щетки в электрическом двигателе. Человеческое тело — тоже проводник электрического тока. Но электропроводные свойства у вышеперечисленных материалов все же ниже, чем в металлах.

Сама структура металлов предполагает в себе огромное количество свободных заряженных частиц, что и делает их лучшими проводниками.

Когда металл попадает под действие электрических полей, то происходит процесс так называемой электроиндукции. То есть заряженные частицы начинают активно двигаться и распределятся.

Перейдем к диэлектрикам

Диэлектрик — это материя, которая не подчиняется воздействию электрического поля, то есть не пропускает через себя ток, а если и пропускает, то в незначительном количестве.

Происходит это потому, что они не обладают свободно передвигающимися частицами — носителями тока, поскольку в них очень сильная атомная связь.

В жизни такими веществами выступают резина, керамические компоненты, стекло, отдельные виды смол, дистиллированная вода, карбонит, фарфор, текстолит, а так же сухое дерево и так далее.

Именно благодаря свои свойствам, вышеперечисленные материалы являются основой корпусов различных электрических приборов, выключателей, розеток, вилок и других приспособлений, которые контактируют с электричеством непосредственно.

Изоляционные элементы в сетях также изготовляются из диэлектрических материалов.

Но, не все так просто и с диэлектриками. Если пропускать через них ток выше нормы, хранить их или устанавливать в среде с высокими показателями влажности или неправильно их использовать, то можно вызвать такое явление, как «пробой изолятора» — это означает, что материал диэлектрика теряет свои токонепроводимые функции и становится проводником.

То есть, если в двух словах описать ситуацию, то основное в диэлектрике — это его электроизоляционные способности. Таким образом эти приборы помогают нам защититься от травмирующего воздействия электричества.

Свойства диэлектрика измеряются его электрической прочностью — это показатель, который равняется с напряжением пробоя диэлектрика.

И наконец мы дошли до полупроводников

Полупроводники называются так, потому что у них есть свойство проводить ток, но не всегда. Для этого данному веществу необходимо создать специальные условия. Нужно подать к нему энергию в определенным количестве.

Свои свойства полупроводник имеет потому, что в его структуре очень мало частиц, являющихся свободными носителями, а может быть такое, что их там вовсе нет. Но, стоит повлиять на них определенной энергией — и они появляются и активно двигаются.

Энергия может быть не только электрической, также можно воздействовать тепловой энергией, или различными излучениями. Например, свободно движущиеся элементы появляются при влиянии излучения в УФ-Спектре.

Материалами с такими свойствами являются германий, кремний, так же это может быть смешение арсенида и гелия, мышьяк, селен и прочие.

Применение полупроводников может быть различное. Из данного материала делают микросхемы, светодиоды, транзисторы, диоды и многое другое.

Для того, чтоб более подробно объяснить работу полупроводника, применим к нему так называемую зонную теорию. Упомянутая теория объясняет существование или неимение свободных заряженных частиц в отношении конкретных энергетических уровней.

Энергетический уровень (слой) — это число простых частиц, таких как молекул, атомов, то есть электронов. Данный показатель измеряется в Электронвольтах (ЭВ).

Следует обратить внимание на то, что слои проводника составляют непрерывную диаграмму от зоны валентности и до зоны проводимости. Если эти две зоны осуществляют накладку друг на друга, то возникает зона перекрытия.

В соответствии с влиянием некоторых влияний, например электрических полей, температурного режима и прочего, число электронов может меняться.

Исходя из вышеописанных процессов электроны при минимальной энергетическом воздействии начинают движение в проводнике.

Полупроводники между двумя вышеупомянутыми зонами имеют еще зону запрещенную. Величина данной зоны показывает количество той энергии, которой будет достаточно для проведения тока.

Диэлектрики по структуре похожи на полупроводники, но их защитный шар намного больше благодаря внутренним связям материала.