कोणते पदार्थ वीज चालवतात

तुम्हाला माहिती आहे की, इलेक्ट्रिक चार्ज वाहकांच्या क्रमबद्ध हालचालीला विद्युत प्रवाह म्हणतात. इलेक्ट्रॉन्स अशा चार्ज वाहक म्हणून काम करू शकतात—धातू, अर्धसंवाहक आणि वायूंमध्ये; आयन - इलेक्ट्रोलाइट्स आणि वायूंमध्ये; आणि सेमीकंडक्टरमध्ये, छिद्रे इलेक्ट्रिक चार्जचे वाहक म्हणून देखील कार्य करतात - इलेक्ट्रॉन चार्जच्या परिमाणात, परंतु सकारात्मक चार्जसह अणूंमध्ये न भरलेले व्हॅलेन्स बंध.

कोणते पदार्थ चालतात असा प्रश्न विचारणे वीज, प्रथम स्थानावर विद्युतप्रवाह कशामुळे होतो, म्हणजे विशिष्ट पदार्थांमध्ये चार्ज केलेल्या कणांच्या उपस्थितीबद्दल आपल्याला अनुमान लावावे लागेल. आम्ही येथे बायस करंटचा विचार करणार नाही, कारण तो वहन प्रवाह नाही आणि त्यामुळे या प्रश्नाशी थेट संबंधित नाही.

बरोबर, सर्व आधुनिक विद्युत अभियांत्रिकीमध्ये धातू हे विद्युत प्रवाहाचे मुख्य वाहक आहेत. व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन्सच्या कमकुवत कनेक्शनद्वारे, म्हणजे, अणूंच्या बाह्य ऊर्जा स्तरांचे इलेक्ट्रॉन, या अणूंच्या केंद्रकांसह धातूंचे वैशिष्ट्य आहे.

आणि तंतोतंत या बंधांच्या कमकुवतपणामुळे, जेव्हा कंडक्टरमध्ये काही कारणास्तव संभाव्य फरक येतो (एडी इलेक्ट्रिक फील्ड किंवा लागू व्होल्टेज), तेव्हा हे इलेक्ट्रॉन हिमस्खलनात एका दिशेने किंवा दुसर्या दिशेने फिरू लागतात, प्रवाहकीय इलेक्ट्रॉन आतमध्ये हलतात. क्रिस्टल जाळी, «इलेक्ट्रॉनिक गॅस» चळवळ म्हणून.

मेटल कंडक्टरचे विशिष्ट प्रतिनिधी: तांबे, अॅल्युमिनियम, टंगस्टन.

यादीत आणखी खाली - सेमीकंडक्टर… सेमीकंडक्टर, विद्युत प्रवाह चालविण्याच्या त्यांच्या क्षमतेनुसार, तांब्याच्या तारा आणि प्लेक्सिग्लास सारख्या डायलेक्ट्रिक्स सारख्या कंडक्टरमध्ये मध्यवर्ती स्थान व्यापतात. येथे, एक इलेक्ट्रॉन एकाच वेळी दोन अणूंशी बांधला जातो — अणू एकमेकांशी सहसंयोजक बंधांमध्ये असतात — म्हणून, कोणत्याही स्वतंत्र इलेक्ट्रॉनने हालचाल सुरू करणे, विद्युतप्रवाह निर्माण करणे, सोडण्याची क्षमता ओळखण्यासाठी प्रथम ऊर्जा प्राप्त करणे आवश्यक आहे. अणू तुम्ही आहात

उदाहरणार्थ, सेमीकंडक्टर गरम केले जाऊ शकते आणि काही इलेक्ट्रॉन त्यांचे अणू सोडण्यास सुरवात करतील, म्हणजेच तेथे असतील. विद्युत् प्रवाहाच्या अस्तित्वाची स्थिती — मुक्त वाहक — इलेक्ट्रॉन आणि छिद्र — क्रिस्टल जाळीमध्ये दिसतील (जेथे इलेक्ट्रॉन सोडले त्या ठिकाणी, प्रथम सकारात्मक शुल्कासह रिकामी जागा राहते — एक छिद्र, जे नंतर दुसर्या अणूच्या इलेक्ट्रॉनने व्यापलेले असते). शुद्ध अर्धसंवाहकांचे प्रमुख प्रतिनिधी आहेत: जर्मेनियम, सिलिकॉन, बोरॉन. आम्ही येथे नातेसंबंध पाहत नाही.

इलेक्ट्रोलाइट्स देखील त्यांच्यामध्ये विनामूल्य चार्ज वाहकांच्या उपस्थितीमुळे विद्युत प्रवाह चालविण्यास सक्षम आहेत. पण इलेक्ट्रोलाइट्स हे दुसऱ्या प्रकारचे कंडक्टर आहेत. इलेक्ट्रोलाइट्समधील मुक्त चार्ज वाहक आयन आहेत (सकारात्मक आयनांना केशन म्हणतात, नकारात्मक आयनांना आयन म्हणतात).

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण प्रक्रियेमुळे (रेणूंचे भागांमध्ये विभाजन - स्वतंत्र आयनांमध्ये) ऍसिड, बेस, त्यांच्या द्रावणातील किंवा वितळण्याच्या प्रक्रियेमुळे येथे केशन्स आणि आयन तयार होतात. पृथक्करणासह, आयन पुन्हा रेणूंशी संबद्ध होतात - याला इलेक्ट्रोलाइटमध्ये गतिशील समतोल म्हणतात. इलेक्ट्रोलाइटचे उदाहरण म्हणजे पाण्यात सल्फ्यूरिक ऍसिडचे 40% द्रावण.

शेवटी, प्लाझ्मा - एक आयनीकृत वायू - ही पदार्थाच्या एकत्रीकरणाची चौथी अवस्था आहे. प्लाझ्मामध्ये, इलेक्ट्रॉनद्वारे विद्युत चार्ज वाहून नेला जातो, तसेच गॅस गरम केल्यावर किंवा क्ष-किरण, अल्ट्राव्हायोलेटच्या संपर्कात आल्यावर तयार होणारे केशन्स आणि आयनॉन्सद्वारे वाहून जाते. , किंवा इतर रेडिएशन (किंवा हीटिंग आणि रेडिएशनच्या कृती अंतर्गत). प्लाझ्मा अर्ध-तटस्थ आहे, म्हणजेच त्याच्या आत लहान आकारमानात एकूण चार्ज सर्वत्र शून्याच्या समान आहे. परंतु गॅस कणांच्या गतिशीलतेमुळे, प्लाझ्मा अद्याप वीज चालविण्यास सक्षम आहे.

तत्त्वतः, प्लाझ्मा बाह्य विद्युत क्षेत्राचे संरक्षण करतो, कारण या फील्डद्वारे शुल्क वेगळे केले जाते, परंतु चार्ज वाहकांची थर्मल गती उपस्थित असल्यामुळे, लहान प्रमाणात प्लाझ्माच्या अर्ध-तटस्थतेचे उल्लंघन होते. आणि प्लाझ्मा व्यावहारिकरित्या विद्युत प्रवाह चालविण्याची क्षमता प्राप्त करतो. विश्वातील सर्व आंतरतारकीय जागा प्लाझ्माने भरलेली आहे आणि तारे स्वतः प्लाझमापासून बनलेले आहेत.