Στην ηλεκτρολογία, ένα αντικείμενο ή υλικό που επιτρέπει τη ροή ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται αγωγός. Η κατεύθυνση της τρέχουσας παροχής είναι σε μία ή πολλές κατευθύνσεις. Οι συνηθισμένοι ηλεκτρικοί αγωγοί κατασκευάζονται με ουσίες που κατασκευάζονται με κοινά μέταλλα. Η παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος μπορεί να γίνει από τη ροή των ηλεκτρονίων, τις οπές και, σε ορισμένες περιπτώσεις, από θετικά ή αρνητικά ιόντα. Στα μέταλλα, τα ηλεκτρόνια είναι τα κύρια κινούμενα αλλά στις μπαταρίες, οι κατιονικοί ηλεκτρολύτες εξαρτώνται από θετικούς φορείς φορτίου. Ομοίως, στις κυψέλες καυσίμου, τα κινητά πρωτόνια στον αγωγό πρωτονίων εξαρτώνται από φορείς θετικού φορτίου. Αυτό το άρθρο περιγράφει μια επισκόπηση ενός ηλεκτρικού αγωγού, τύπων και ιδιοτήτων.
Τι είναι ένας ηλεκτρικός αγωγός;
Ο ορισμός ενός ηλεκτρικού αγωγού είναι ένα υλικό που επιτρέπει τη ροή θερμότητας, ηλεκτρικής ενέργειας διαφορετικά. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι η ικανότητα αγωγής ηλεκτρισμού. Τα καλύτερα παραδείγματα του ηλεκτρικοί αγωγοί είναι μέταλλα όπως χαλκός, σίδηρος κ.λπ. Αυτά χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή καλωδίων έτσι ώστε το ηλεκτρικό ρεύμα να μεταφέρεται. Ξέρουμε ότι ημιαγωγοί είναι ένα είδος υλικών καθώς επιτρέπουν τη ροή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω αυτών αλλά όχι εξαιρετικά καλά. Και μερικά υλικά όπως αντιστάσεις Περιορίστε τη ροή του ρεύματος επειδή δυσκολεύτηκαν να σταματήσουν τη ροή του ρεύματος.
ηλεκτρικός αγωγός
Ένας μονωτής μπορεί να οριστεί ως ένα υλικό που αποτρέπει τη ροή του ρεύματος και χρησιμοποιούνται κυρίως για την κάλυψη των καλωδίων όπως το πλαστικό. Ορισμένα υλικά όπως οι υπεραγωγοί προσφέρουν όχι αντίσταση στη ροή ηλεκτρικής ενέργειας. Η αντίσταση του αγωγού αυξάνεται μόλις αυξηθεί η θερμοκρασία.
Παραδείγματα
Τα καλύτερα παραδείγματα ηλεκτρικών αγωγών περιλαμβάνουν κυρίως τα ακόλουθα. Ένας ηλεκτρικός αγωγός είναι γνωστός ως ο καλύτερος όταν ο αγωγός λειτουργεί υπό συνθήκες κανονικής πίεσης καθώς και θερμοκρασίας όπως το ασήμι.
Δεν είναι πάντα μια τέλεια επιλογή όπως ένα υλικό, αν και λόγω του κόστους και του στρώματος οξειδίου. Αυτό το στρώμα ονομάζεται αμαυρωμένο και δεν είναι ευνοϊκό. Παρομοίως, η βαθμίδα, η σκουριά και άλλα είδη στρώσεων οξειδίου μειώνουν την αγωγιμότητα. Τα παραδείγματα αποτελεσματικών αγωγών είναι ο ασήμι, ο χρυσός, ο χαλκός, το αλουμίνιο, ο υδράργυρος, ο χάλυβας, ο σίδηρος, το θαλασσινό νερό και το σκυρόδεμα. Περισσότεροι αγωγοί όπως πλατίνα, ορείχαλκος, χαλκός, γραφίτης, βρώμικο νερό και χυμός λεμονιού.
Ροή ηλεκτρονίων στον ηλεκτρικό αγωγό
Τα ηλεκτρόνια που ρέουν στον αγωγό δεν είναι σε ευθεία γραμμή λόγω της ταχύτητας μετατόπισης. Εξαιτίας αυτού, η ροή ηλεκτρονίων θα καταρρεύσει κάθε στιγμή από άτομα στον αγωγό. Αυτή η ταχύτητα είναι πολύ μικρή επειδή υπάρχουν πολλά ελεύθερα ηλεκτρόνια. Σε έναν αγωγό, η πυκνότητα των ηλεκτρονίων μπορεί να εκτιμηθεί έτσι ώστε να μπορούμε να μετρήσουμε την ταχύτητα μετατόπισης για το γνωστό ρεύμα. Όταν η πυκνότητα είναι μεγαλύτερη, τότε απαιτείται η χαμηλή ταχύτητα για ένα γνωστό ρεύμα. Τα ηλεκτρόνια που ρέουν στον αγωγό είναι ενάντια στο ηλεκτρικό πεδίο που σημειώνεται με «Ε».
Πώς ένας αγωγός διεξάγει ρεύμα;
Το υλικό του ηλεκτρικού αγωγού σωματιδίων δεν πρέπει να περιέχει ενεργειακό χώρο μεταξύ δύο ζωνών όπως το σθένος και η αγωγιμότητα. Στη ζώνη σθένους, τα εξωτερικά ηλεκτρόνια συνδέονται με ασφάλεια στο άτομο. Μόλις τα ηλεκτρόνια ενεργοποιηθούν λόγω της θερμικής επίδρασης, διαφορετικά η ηλεκτροκινητική δύναμη, και στη συνέχεια ρέει από τη μία ζώνη στην άλλη ζώνη.
Στη ζώνη αγωγιμότητας, το ηλεκτρόνιο αποκτά την ελευθερία του να ταξιδεύει οπουδήποτε μέσα στον αγωγό. Ο αγωγός έχει σχήμα ατόμων. Επομένως, σαν σύνολο, αυτή η ζώνη βρίσκεται σε μεγάλο αριθμό ηλεκτρονίων. Οι μεταλλικοί δεσμοί υπάρχουν εντός των αγωγών, με βάση τη δομή + ve μεταλλικών ιόντων. Αυτές οι δομές περικλείονται μέσω ενός νέφους ηλεκτρονίων.
Μόλις συμβεί μια πιθανή διαφορά στον αγωγό στα δύο άκρα, τα ηλεκτρόνια αποκτούν επαρκή ενέργεια για να τροφοδοτήσουν από χαμηλότερη ενέργεια σε υψηλότερη ενέργεια σε αυτή τη ζώνη έναντι μιας λεπτής αντίστασης που παρέχεται από το υλικό αγωγού. Η ροή του ρεύματος θα είναι στην αντίστροφη κατεύθυνση προς τη ροή των ηλεκτρονίων.
Τύποι ηλεκτρικών αγωγών
Υπάρχουν διάφοροι τύποι αγωγών που περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
τύποι ηλεκτρικών αγωγών
Μέταλλα
Μέταλλο είναι το πιο αγώγιμο υλικό, που χρησιμοποιείται σε πρακτικές εφαρμογές. Για παράδειγμα, το ηλεκτρικό καλώδιο που χρησιμοποιείται γύρω από το σπίτι χρησιμοποιεί κατά πάσα πιθανότητα χάλκινο σύρμα όπως αγώγιμο υλικό Το ηλεκτρικό βύσμα περιλαμβάνει μέταλλο και η εσωτερική συσκευή ηλεκτρικών σίδερων περιλαμβάνει μέταλλα όπως αγώγιμο υλικό. Επειδή το μέταλλο έχει αμέτρητα ελεύθερα ηλεκτρόνια και ενθαρρύνει την κινητικότητα. Οι καλύτεροι μεταλλικοί αγωγοί περιλαμβάνουν κυρίως ασήμι, χαλκό και χρυσό.
Μη Μέταλλα
Τα μη μέταλλα είναι πολύ καλοί ηλεκτρικοί αγωγοί. Για παράδειγμα, ο άνθρακας σε μορφή γραφίτη είναι εξαιρετικά καλός ηλεκτρικός αγωγός. Στη δομή του γραφίτη, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι υπάρχουν μόνο 3 έως 4 άτομα άνθρακα που χρησιμοποιούνται για σύνδεση. Για ελεύθερη συγκόλληση, αφήνει ένα μόνο ηλεκτρόνιο αλλά, τα περισσότερα από τα μη μέταλλα δεν είναι άριστοι αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας.
Ιονικοί αγωγοί
Η μορφή λύσης των αγωγών ονομάζεται ιοντικοί αγωγοί. Τα καλύτερα παραδείγματα αυτών των αγωγών είναι το θαλασσινό νερό ή το αλμυρό νερό, επειδή είναι καλοί αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας.
Ημιαγωγοί
Οι ημιαγωγοί δεν είναι καλοί στη διεξαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όπως αγωγοί, αλλά εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές. Τα καλύτερα παραδείγματα ημιαγωγών περιλαμβάνουν κυρίως τα Ge (Germanium) και Si (Silicon).
Ιδιότητες αγωγού
Οι ιδιότητες της κατάστασης αστάθειας του αγωγού περιλαμβάνουν κυρίως τα ακόλουθα.
- Οι αγωγοί επιτρέπουν πάντα τη ροή ηλεκτρονίων καθώς και ιόντων μέσα τους.
- Το ηλεκτρικό πεδίο του αγωγού είναι μηδέν που επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να ρέουν μέσα τους.
- Η πυκνότητα φόρτισης του αγωγού δεν είναι τίποτα
- Οι δωρεάν χρεώσεις υπάρχουν κυρίως στο εξωτερικό του αγωγού
- Ένας αγωγός όλα τα σημεία έχουν το ίδιο δυναμικό
Υπάρχουν πολλά μέταλλα που είναι καλοί ηλεκτρικοί αγωγοί. Επειδή τα μέρη της συσκευής που παρέχουν ηλεκτρικό ρεύμα είναι σχεδιασμένα με μέταλλα. Ένας μονωτής είναι η πλαστική επικάλυψη στον αγωγό που μας προστατεύει από το ηλεκτροπληξία.
Έτσι, όλα αφορούν ηλεκτρικά οδηγός το οποίο εφαρμόζεται στη μετάδοση ισχύος είναι συνήθως λανθάνον. Αυτοί οι αγωγοί περιλαμβάνουν τεράστια ευελιξία καθώς και μηχανική αντοχή σε αντίθεση με ένα μόνο καλώδιο παρόμοιας περιοχής διατομής. Συνήθως, σε αυτούς τους αγωγούς, το μεσαίο σύρμα περικλείεται από τα διαφορετικά στρώματα καλωδίων. Το μέγεθος του αγωγού μπορεί να αποφασιστεί μέσω της αντίστοιχης περιοχής διατομής χαλκού και του αριθμού των χορδών με τη διάμετρο κάθε χορδής. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, παρακαλώ αναφέρετε μερικούς άλλους αγωγούς;
