تقسیم بندی مواد از نظر عبور جریان الکتریکی
علت عبور کردن یا نکردن جریان الکتریکی در بعضی از مواد اطراف ما یکی دیگر از سوالاتی است که می تواند فکر ما را به خود مشغول کند. در این نوشته می خواهیم به علت رسانا بودن بعضی از مواد و یا نارسانا بودن بعضی دیگر بپردازیم . در ادامه با ما با تقسیم بندی مواد از نظر عبور جریان الکتریکی همراه باشید.
تقسیم بندی مواد از نظر عبور جریان الکتریکی
همه مواد اطراف ما از ترکیب یک یا چندین عنصر ساخته می شوند . عنصر ها نیز از ذرات ریزی به نام اتم ساخته شده اند . قسمت اصلی و مرکزی هر اتم را پروتون تشکیل می دهد که وزن آنها خیلی بیشتر از الکترون می باشد. و وزن اتم به وزن پروتون وابسته است. اما نسبت حجم پروتون نسبت به اتم بسیار کوچکتر است. و حجم را مداراتی به دور هسته تشکیل داده اند که الکترونها بر روی آن با فاصله نسبت به هسته در حرکت می باشد. و با توجه به تعداد پروتون های هر عنصر به تعداد برابر الکترون بر روی این مسیر ها در حرکت هستند. این مدارات به ترتیب از هسته دورتر می شوند و می توانند تعداد بیشتری الکترون بر روی خود داشته باشند اما هرچه مدارات از هسته دورتر می شوند قدرت جذب الکترونها توسط پروتون ها کمتر می شود.
با توجه به تعداد و فاصله از مرکز الکترونها در لایه آخر هر عنصر ، یک ویژگی به آن عنصر می دهد که آیا تمایل به گرفتن الکترون از دیگر مواد را دارد یا بیشتر تمایل به الکترون دادن به مواد دیگر را دارا می باشد.
الکترون آزاد در مدار والانس اتم چیست ؟
به الکترونهایی که در مدار آخر قرار میگیرد الکترونهای والانس گویند. نسبت گرایش الکترونهای لایه آخر (الکترون والانس) متفاوت است و عنصری که در لایه آخر خود تعداد کمتری الکترون دارد ، گرایش الکترون والانس نسبت به هسته کمتر است و بیشتر تحت نیروی محرکه خارجی قرا می گیرند و قابلت انتقال در آنها به وجود می آید و داخل اتم آزادانه حرکت می کنند به این نوع الکترون ، الکترون آزاد گفته می شود. اما در عنصری که در لایه آخر خود که تعداد بیشتری الکترون دارد تمایل به گرفتن الکترون دارد.
تقسیم بندی مواد از نظر هدایت جریان الکتریکی
تمامی مواد از نظر هدایت جریان الکتریکی به 3 دسته تقسیم می شوند.
مواد رسانای جریان الکتریکی (هادیها)
موادی که الکترونهای آزاد در آنها (توسط نیروی محرکه خارجی) به آسانی بوجود آمده و براحتی در آن قادر به حرکت باشند به مواد هادی یا رسانای الکتریکی موسومند.
مثل :
نقره که با Ag در جدول تناوبی نشان داده شده است .
اتم این عنصر به شکل زیر نمایش داده می شود.
مواد نیمه رسانای جریان الکتریکی (نیمه هادی)
موادی وجود دارند که در اثر نیروی محرکه خارجی در آنها الکترون های آزاد کمتری بوجود می آید. و یا می توان در آنها توسط ایجاد ناخالصی الکترونهای آزاد به وجود آورد. به این نوع مواد نیمه رسانای الکتریکی می گویند. مثل سیلیسیم و ژرمانیوم که تحت شرایطی جریان را از خود عبور داده و تحت شرایطی دیگر در برابر عبور جریان الکتریکی از خود مقاومت بالایی نشان می دهند.
نارسانای جریان الکتریکی (عایق ها)
به موادی که در آنها نیرو محرکه خارجی قادر به ایجاد الکترون آزاد نباشد ، عایق می گویند. در عایق ها چون الکترون آزاد وجود ندارد لذا حرکتی نیز برای الکترونها وجود ندارد.
مثل:
- چوب
- پلاستیک
نکته مهم :
اگر مواد نیمه رسانا و نا رسانا تحت فشار الکتریکی قوی قرار گیرند .
جریان الکتریکی در آنها به حرکت در خواهد آمد.
مثال :
دیود ها از مواد نیمه رسانا ساخته می شوند و در بایاس معکوس جریان از آنها عبور نمی کند . اما در صورتی که فشار الکتریکی (ولتاژ) بیشتر از ولتاژ شکست در حالت معکوس آن شود ، پیوند داخلی آن شکسته شده و هادی الکتریکی خواهند شد. به عنوان نمونه دیود مشهور 1N4007 یک دیود یکسوساز است که حداکثر ولتاژ معکوس قابل تحمل آن 1000 ولت است و در صورتی که ولتاژ اعمال شده بیشتر از 1000 ولت شود ، پیوند داخلی آن شکسته شده و نیمه رسانا ، رسانای الکتریکی می شود.
تقسیم بندی مواد از نظر عبور جریان الکتریکی
مطالب پیشنهادی :
