전류용 도체

지속적으로 전기 제품을 사용하는 모든 사람은 다음과 같은 문제에 직면합니다.

1. 전류가 흐르는 전선

2. 절연 특성을 가진 유전체;

3. 처음 두 유형의 물질의 특성을 결합하고 적용된 제어 신호에 따라 변경하는 반도체.

이러한 각 그룹의 특징은 전기 전도성입니다.

지휘자란?

도체에는 적용된 외력의 영향으로 움직이기 시작할 수있는 연결되지 않은 많은 수의 자유 전하가 구조에 포함되는 물질이 포함됩니다. 고체, 액체 또는 기체일 수 있습니다.

전위차가 있는 두 개의 전선을 가져 와서 그 안에 금속 전선을 연결하면 전류가 흐릅니다. 캐리어는 원자 결합에 의해 억제되지 않는 자유 전자가 될 것입니다. 그들은 특징 전기 전도성 또는 물질 자체를 통해 전하를 통과시키는 능력 - 전류.

전기 전도도 값은 물질의 저항에 반비례하며 해당 단위인 지멘스(cm)로 측정됩니다.

1cm = 1/1옴.

본질적으로 전하 캐리어는 다음과 같을 수 있습니다.

• 전자;

• 이온;

• 구멍.

이 원리에 따르면 전기 전도도는 다음과 같이 나뉩니다.

• 전자;

• 이온;

• 구멍.

와이어의 품질을 통해 적용된 전압 값에 대한 와이어에 흐르는 전류의 의존성을 추정할 수 있습니다. 이러한 전기량의 측정 단위인 볼트-암페어 특성을 지정하여 호출하는 것이 일반적입니다.

전도성 전선

이 유형의 가장 일반적인 대표자는 금속입니다. 그들의 전류는 전자의 흐름을 움직여서만 생성됩니다.

금속 내부에는 두 가지 상태로 존재합니다.

• 원자 응집력과 관련됨;

• 무료로.

일반적으로 원자핵의 인력에 의해 궤도에 있는 전자는 외부 기전력의 작용으로 전류 생성에 참여하지 않습니다. 자유 입자는 다르게 행동합니다.

금속 와이어에 EMF가 적용되지 않으면 자유 전자는 임의의 방향으로 무작위로 이동합니다. 이 움직임은 열 에너지 때문입니다. 주어진 순간에 각 입자의 이동 속도와 방향이 다른 것이 특징입니다.

강도 E의 외부 필드 에너지가 도체에 가해지면 적용된 필드와 반대 방향으로 향하는 힘이 모든 전자에 함께 그리고 각각 개별적으로 작용합니다. 그것은 전자의 엄격한 지향 운동, 즉 전류를 생성합니다.

금속의 전류-전압 특성은 단면과 완전한 회로에 대한 옴의 법칙의 작동에 맞는 직선입니다.

순수한 금속 외에도 다른 물질에도 전자 전도성이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 합금;

• 탄소(흑연, 석탄)의 일부 변형.

금속을 포함한 위의 모든 물질은 첫 번째 유형의 전도체로 분류됩니다. 그들의 전기 전도성은 전류의 통과로 인한 물질의 질량 이동과는 전혀 관련이 없으며 전자의 이동에 의해서만 발생합니다.

금속과 합금은 온도가 매우 낮은 환경에 놓이면 초전도 상태가 됩니다.

이온 전도체

이 클래스에는 하전 이온의 이동으로 인해 전류가 생성되는 물질이 포함됩니다. 유형 II 전도체로 분류됩니다. 그것:

• 염기 용액, 산성 염;

• 다양한 이온성 화합물의 용융물;

• 다양한 가스 및 증기.

액체의 전류

전기 전도성 액체 전기분해 - 전하와 함께 물질의 이동 및 전극에 대한 증착을 일반적으로 전해질이라고하며 프로세스 자체를 전기 분해라고합니다.

이것은 양극 전극에 양전위를, 음극에 음전위를 인가하여 외부 에너지장의 작용으로 발생합니다.

액체 내부의 이온은 중성 특성을 가진 물질의 일부 ​​분자가 분리되는 전해질 해리 현상으로 인해 형성됩니다. 예를 들어 구리 염화물은 수용액에서 구성 요소인 구리 이온(양이온)과 염소(음이온)로 분해됩니다.

CuCl2꞊Cu2 ++ 2Cl-

전해질에 적용된 전압의 작용에 따라 양이온은 엄격하게 음극으로 이동하고 음이온은 양극으로 이동하기 시작합니다. 이러한 방식으로 불순물이 없는 화학적으로 순수한 구리가 얻어지고 음극에 증착됩니다.

액체 외에도 자연계에는 고체 전해질도 있습니다. 이들은 초이온 전도체(super-ion)라고 불리며, 결정 구조와 화학 결합의 이온 성질을 가지며, 이는 같은 종류의 이온의 이동으로 인해 높은 전기 전도도를 유발합니다.

전해질의 전류-전압 특성이 그래프에 표시됩니다.

가스의 전류

정상적인 조건에서 가스 매질은 절연 특성을 가지며 전류를 전도하지 않습니다. 그러나 다양한 방해 요인의 영향으로 유전 특성이 급격히 감소하여 매체의 이온화 통과를 유발할 수 있습니다.

전자 이동에 의한 중성 원자의 충돌로 인해 발생합니다. 결과적으로 하나 이상의 속박된 전자가 원자에서 빠져나오고 원자는 양전하를 획득하여 이온이 됩니다. 동시에 가스 내부에 추가 전자가 형성되어 이온화 과정이 계속됩니다.

이러한 방식으로 양전하 입자와 음전하 입자의 동시 이동에 의해 가스 내부에 전류가 생성됩니다.

성실한 퇴원

가스 내부에 인가된 전자기장의 세기를 가열하거나 증가시킬 때 스파크가 먼저 튀어나옵니다. 이 원리에 따라 채널, 화염 및 배기 토치로 구성된 자연 번개가 형성됩니다.

실험실 조건에서는 검전기의 전극 사이에서 스파크가 관찰될 수 있습니다.내연 기관의 스파크 플러그에서 스파크 방전의 실제 구현은 모든 성인에게 알려져 있습니다.

아크 방전

스파크는 외부 필드의 모든 에너지가 스파크를 통해 즉시 소비된다는 사실이 특징입니다. 전압 소스가 가스를 통해 전류 흐름을 유지할 수 있으면 아크가 발생합니다.

전기 아크의 예는 다양한 방법으로 금속을 용접하는 것입니다. 흐름을 위해 음극 표면에서 전자 방출이 사용됩니다.

코로나 방출

이것은 330kV 이상의 전압을 가진 고전압 가공 전력선에서 나타나는 고강도 및 고르지 않은 전자기장이 있는 가스 환경에서 발생합니다.

그것은 도체와 전력선의 밀접하게 간격을 둔 평면 사이를 흐릅니다. 코로나 방전에서 이온화는 강도가 증가된 영역을 가진 전극 중 하나 근처에서 전자 충격 방식으로 발생합니다.

글로우 방전

특수 가스 방전 램프 및 튜브, 전압 안정기의 내부 가스에 사용되며 배기 갭의 압력을 낮추어 형성됩니다.

가스의 이온화 과정이 큰 값에 도달하고 동일한 수의 양전하 및 음전하 캐리어가 형성되면이 상태를 플라즈마라고합니다. 글로우 방전은 플라즈마 환경에서 나타납니다.

가스 전류 흐름의 전류-전압 특성이 그림에 나와 있습니다. 다음 섹션으로 구성됩니다.

1. 부양가족

2. 자가 방전.

첫 번째는 외부 이온화 장치의 영향으로 발생하고 작동이 중지되면 꺼지는 것이 특징입니다. 자체 배출은 모든 조건에서 계속 흐릅니다.

홀 와이어

여기에는 다음이 포함됩니다.

• 게르마늄;

• 셀렌;

• 규소;

• 일부 금속과 텔루륨, 황, 셀레늄 및 일부 유기 물질의 화합물.

그들은 반도체라고 불리며 그룹 1에 속합니다. 즉, 전하 흐름 중에 물질 이동을 형성하지 않습니다. 내부의 자유 전자의 농도를 높이려면 속박된 전자를 분리하는 데 추가 에너지를 소비해야 합니다. 이온화 에너지라고 합니다.

전자-정공 접합은 반도체에서 작동합니다. 그 때문에 반도체는 반대 외부 전계가 가해지면 한 방향으로 전류를 흐르게 하고 반대 방향으로 차단한다.

반도체의 전도도는 다음과 같습니다.

1. 소유하다

2. 불순물.

첫 번째 유형은 홀과 전자와 같은 물질에서 원자를 이온화하는 과정에서 전하 캐리어가 나타나는 구조에 내재되어 있습니다. 그들의 집중력은 서로 균형을 이룹니다.

두 번째 유형의 반도체는 불순물 전도성을 가진 결정을 통합하여 생성됩니다. 그들은 3가 또는 5가 원소의 원자를 가지고 있습니다.

전도성 반도체는 다음과 같습니다.

• 전자 n형 «네거티브»;

• 홀 p형 «포지티브».

일반 볼트 암페어 특성 반도체 다이오드 그래프에 표시됩니다.

각종 전자기기와 소자들은 반도체를 기반으로 작동한다.

초전도체

매우 낮은 온도에서 특정 범주의 금속 및 합금 물질은 초전도성이라는 상태가 됩니다. 이러한 물질의 경우 전류에 대한 전기 저항이 거의 0으로 감소합니다.

열 특성의 변화로 인해 전이가 발생합니다.자기장이 없는 상태에서 초전도 상태로 전이되는 동안 열을 흡수하거나 방출하는 것과 관련하여 초전도체는 1번과 2번의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

와이어의 초전도 현상은 인접한 두 전자에 대한 결합 상태가 생성될 때 쿠퍼 쌍이 형성되어 발생합니다. 생성된 쌍은 이중 전자 전하를 가집니다.

초전도 상태에서 금속의 전자 분포가 그래프에 표시됩니다.

초전도체의 자기유도는 전자기장의 세기에 의존하며 후자의 값은 물질의 온도에 영향을 받는다.

와이어의 초전도 특성은 한계 자기장과 온도의 임계값에 의해 제한됩니다.

따라서 전류의 도체는 완전히 다른 물질로 만들어질 수 있으며 서로 다른 특성을 가질 수 있습니다. 그들은 항상 환경 조건의 영향을 받습니다. 이러한 이유로 와이어 특성의 한계는 항상 기술 표준에 의해 결정됩니다.