elektriksel iletkenlik nedir
Şu veya bu cismin elektrik akımının içinden geçmesini önleme özelliğinden bahsetmişken, genellikle "elektrik direnci" terimini kullanırız. Elektronikte uygundur, hatta özel mikroelektronik bileşenler, belirli bir nominal dirence sahip dirençler vardır.
Ancak vücudun elektrik akımını iletme yeteneğini karakterize eden "elektriksel iletkenlik" veya "elektriksel iletkenlik" kavramı da vardır.
Direncin akımla ters orantılı olduğu göz önüne alındığında, iletkenlik akımla doğru orantılıdır, yani iletkenlik elektrik direncinin tersidir.
Direnç ohm cinsinden ve iletkenlik Siemens ile ölçülür. Ama aslında, her zaman malzemenin aynı özelliğinden bahsediyoruz - elektriği iletme yeteneği.
Elektronik iletkenlik, maddedeki akımı oluşturan yük taşıyıcıların elektronlar olduğunu düşündürür. Her şeyden önce, metallerin elektronik iletkenliği vardır, ancak hemen hemen tüm malzemeler az çok bunu yapabilir.
Malzemenin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, elektronik iletkenliği o kadar düşük olur, çünkü sıcaklık arttıkça termal hareket, elektronların düzenli hareketine giderek daha fazla müdahale eder ve bu nedenle yönlendirilmiş akımı engeller.
Tel ne kadar kısaysa, kesit alanı o kadar büyük, içindeki serbest elektronların konsantrasyonu o kadar yüksek (özgül direnç ne kadar düşükse), elektronik iletkenlik o kadar büyük.
Pratik olarak elektrik mühendisliğinde, elektrik enerjisinin minimum kayıpla iletilmesi çok önemlidir. Bu sebepten dolayı metaller içinde son derece önemli bir rol oynar. Özellikle elektrik iletkenliği en fazla olan, yani en küçük olanlar özgül elektrik direnci: gümüş, bakır, altın, alüminyum. Metallerdeki serbest elektronların konsantrasyonu, dielektrikler ve yarı iletkenlerden daha yüksektir.
Bakır gümüşten çok daha ucuz olduğu için metallerden elektrik enerjisi iletkenleri olarak alüminyum ve bakır kullanmak ekonomik olarak en karlı olanıdır, ancak aynı zamanda bakırın elektrik direnci gümüşünkinden sadece biraz daha yüksektir, sırasıyla iletkenlik bakırdır gümüşten çok az. Tellerin endüstriyel üretimi için diğer metaller o kadar önemli değildir.
Serbest iyon içeren gaz ve sıvı ortamlar iyonik iletkenliğe sahiptir. İyonlar, elektronlar gibi yük taşıyıcılarıdır ve bir ortamın hacmi boyunca bir elektrik alanın etkisi altında hareket edebilirler. Böyle bir ortam olabilir elektrolit… Elektrolitin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, iyonik iletkenliği de o kadar yüksek olur çünkü artan termal hareketle iyonların enerjisi artar ve ortamın viskozitesi azalır.
Malzemenin kristal kafesinde elektronların yokluğunda delik iletimi meydana gelebilir. Elektronlar bir yük taşırlar, ancak delikler hareket ettiğinde boşluklar gibi davranırlar - malzemenin kristal kafesindeki boşluklar. Serbest elektronlar burada metallerdeki bir gaz bulutu gibi hareket etmezler.
Delik iletimi, yarı iletkenlerde elektron iletimi ile aynı düzeyde gerçekleşir. Çeşitli kombinasyonlardaki yarı iletkenler, çeşitli mikroelektronik cihazlarda gösterilen iletkenlik miktarını kontrol etmenizi sağlar: diyotlar, transistörler, tristörler, vb.
Her şeyden önce metaller, dielektrikler, mika, kauçuk, porselen gibi yalıtkanlar (en düşük elektriksel iletkenliğe sahip) ile birlikte 19. yüzyılda elektrik mühendisliğinde iletken olarak kullanılmaya başlandı.
Elektronikte, iletkenler ve dielektrikler arasında onurlu bir ara yer işgal eden yarı iletkenler yaygınlaştı Modern yarı iletkenlerin çoğu silikon, germanyum, karbon bazlıdır. Diğer maddeler çok daha az sıklıkla kullanılır.