Elektrijuhid ja isolaatorid

Elektrijuhid ja isolaatorid

Mõned materjalid võimaldavad elektrivoolul vabamalt voolata kui teised. Neid materjale nimetatakse dirigentideks. Muud materjalid on elektrivoolu suhtes vastupidavad. Neid materjale nimetatakse isolaatoriteks. Elektroonika valdkonnas on nii dirigendid kui ka isolaatorid olulised.

Elektrijuhid

Elektrijuhid võimaldavad elektrivoolul hõlpsalt voolata nende aatomite moodustumise tõttu. Juhis on aatomi välised elektronid lõdvalt seotud ja saavad elektrilaengu rakendamisel vabalt läbi materjali liikuda.

Juhtivad materjalid

Üldiselt on parimad elektrijuhid metallid . Metallide aatomite väliskihis on tavaliselt elektronid, mis on vabalt jagatud. Kõigist elementidest kõige juhtivam on hõbe. Kahjuks on hõbe enamikus elektriseadmetes kasutamiseks liiga haruldane ja kallis. Tänapäeval on kõige sagedamini kasutatav elektrijuht vask . Vaske kasutatakse elektrijuhtmetes ja elektriskeemides kogu maailmas.

Juhtivus ja vastupidavus

Teine võimalus juhtivuse mõtlemiseks on vastupidise vastandina. Materjali takistus on selle mõõtmine, kui hästi materjal on elektrivoolu vastu. Mõnikord tähistab juhtivust täht G, kus G on takistuse pöördvõrdelisus R.

G = 1 / R

Ohmi seadust kasutades teame, et takistus on võrdne pingega, mis on jagatud vooluga või R = V / I

G = I / V
Ülijuhid

Ülijuht on materjal, mis on täiuslik juht. Selle elektritakistus on null. Kõik teadlaste poolt seni avastatud ülijuhid vajavad ülijuhtideks saamiseks väga külma temperatuuri suurusjärgus miinus 234 kraadi C.

Elektrilised isolaatorid

Juhi vastand on isolaator. Isolaator on elektrivoolu vastu. Isolaatorid on olulised, et meid elektrist kaitsta. Traat, mis kannab elektrit teie arvutisse või telerisse, on kaetud kummitaolise isolaatoriga, mis kaitseb teid elektrilöögi eest. Heaks isolaatoriteks on klaas, õhk ja paber.

Pooljuhid

Mõned materjalid käituvad juhi ja isolaatori vahel. Neid materjale nimetatakse pooljuhtideks. Pooljuhid on olulised elektroonikas, näiteks arvutites ja mobiiltelefonides, kuna nende juhtivust saab kontrollida, võimaldades voolul voolata ainult ühes suunas või ainult teatud tingimustel. Elektroonikas on tänapäeval kõige sagedamini kasutatav pooljuht räni .

Huvitavad faktid elektrijuhtmete ja isolaatorite kohta
  • Enamik häid elektrijuhtmeid on ka head juhid kuumus .
  • Temperatuur võib mängida olulist rolli materjali juhtivuses. Üldiselt, mida kõrgem temperatuur, seda madalam on juhtivus, kuna takistus suureneb koos temperatuuriga.
  • Alumiiniumil on madalam juhtivus kui vasel, kuid seda kasutatakse mõnikord juhtmete paigaldamiseks madalamate kulude jaoks.
  • Paljude elektroonikaettevõtete peakontor asub Californias 'Silicon Valley', mille hüüdnimi on pooljuhträni järgi.