电流导体

每个经常使用电器的人都会面临：

1. 承载电流的电线；

2、具有绝缘性能的电介质；

3. 结合了前两种物质的特性并根据施加的控制信号改变它们的半导体。

这些基团中每一个的显着特征是导电性。

什么是导体

导体包括那些在其结构中具有大量自由的、未连接的电荷的物质，这些电荷可以在施加的外力的影响下开始移动。它们可以是固体、液体或气体。

如果你拿两根有电位差的电线并在它们里面连接一根金属线，那么电流就会流过它。它的载流子将是不受原子键阻碍的自由电子。他们的特点 电导率 或任何物质通过自身传递电荷的能力——电流。

电导率的值与物质的电阻成反比，用相应的单位来衡量：西门子（厘米）。

1 厘米 = 1/1 欧姆。

在自然界中，电荷载体可以是：

• 电子;

• 离子；

• 洞。

根据这一原理，电导率分为：

• 电子的;

• 离子;

• 一个洞。

电线的质量使您可以估计其中流动的电流对所施加电压值的依赖性。通常通过指定这些电量的测量单位来称呼它——伏安特性。

导电线

这种类型最常见的代表是金属。它们的电流完全是通过移动电子流产生的。

在金属内部，它们以两种状态存在：

• 与原子凝聚力有关；

• 免费。

被原子核的吸引力保持在轨道上的电子通常不参与在外部电动势的作用下产生的电流。自由粒子的行为不同。

如果没有对金属线施加 EMF，则自由电子会随机、随机地向任何方向移动。这种运动是由于热能。它的特点是每个粒子在任何给定时刻的运动速度和方向都不同。

当强度为 E 的外部场的能量施加到导体上时，与所施加场方向相反的力将同时作用于所有电子，并分别作用于所有电子。它产生了严格定向的电子运动，换句话说，产生了电流。

金属的电流-电压特性是一条直线，符合欧姆定律对一段和整个电路的运行。

除纯金属外，其他物质也具有导电性。他们包括：

• 合金；

• 碳的一些变体（石墨、煤）。

所有上述物质，包括金属，都被归类为第一类导体。它们的导电性与由于电流通过而引起的物质质量转移无关，而仅由电子运动引起。

如果将金属和合金置于温度极低的环境中，它们就会进入超导状态。

离子导体

此类包括由于带电离子的运动而产生电流的物质。它们被归类为 II 类导体。它：

• 碱溶液、酸式盐；

• 各种离子化合物的熔体；

• 各种气体和蒸汽。

液体中的电流

导电液体，其中 电解 — 物质的转移以及电荷及其在电极上的沉积通常称为电解质，而该过程本身称为电解。

它是在外部能量场的作用下发生的，是由于对阳极电极施加正电势而对阴极施加负电势。

液体中的离子是由于电解质解离现象而形成的，电解质解离现象包括具有中性特性的物质的一些分子的分离。一个例子是氯化铜，它在水溶液中分解成铜离子（阳离子）和氯（阴离子）。

CuCl2꞊Cu2++2Cl-

在施加于电解质的电压的作用下，阳离子开始严格地向阴极移动，而阴离子则向阳极移动。以此方式，获得不含杂质的化学纯铜，其沉积在阴极上。

除了液体，自然界中还有固体电解质。它们被称为超离子导体（super-ion），它们具有晶体结构和化学键的离子性质，由于同种离子的移动而导致高导电性。

电解液的电流-电压特性如图所示。

气体中的电流

在正常情况下，气体介质具有绝缘特性，不导电。但在各种干扰因素的影响下，介电特性会急剧下降并引起介质电离通过。

它是由移动电子轰击中性原子引起的。结果，一个或多个束缚电子从原子中被击出，原子获得正电荷，成为离子。同时，气体内部形成额外数量的电子，继续电离过程。

通过这种方式，通过正负粒子的同时运动在气体内部产生电流。

真诚的释放

当加热或增加气体内部施加的电磁场强度时，首先会弹出火花。根据这一原理，形成了自然闪电，它由通道、火焰和排气火炬组成。

在实验室条件下，可以在验电器的电极之间观察到火花。每个成年人都知道内燃机火花塞中火花放电的实际应用。

电弧放电

火花的特点是外场的所有能量都会立即通过它消耗掉。如果电压源能够维持流过气体的电流，则会发生电弧。

电弧的一个例子是以各种方式焊接金属。对于它的流动，使用了从阴极表面发射的电子。

冠状弹射

这种情况发生在电磁场强度高、不均匀的气体环境中，表现在330kV及以上的高压架空输电线路上。

它在导体和电源线的紧密间隔平面之间流动。在电晕放电中，电离是通过在其中一个电极附近发生电子碰撞的方法发生的，该电极具有增强的区域。

辉光放电

用于特种气体放电灯管、稳压器中的气体内部，通过降低排气间隙中的压力而形成。

当气体中的电离过程达到一个很大的值并且在其中形成相等数量的正负电荷载流子时，则这种状态称为等离子体。等离子环境中会出现辉光放电。

电流在气体中流动的电流-电压特性如图所示。它由以下部分组成：

1. 受养人；

2、自放电。

第一个特征是在外部电离器的影响下会发生什么，并在它停止工作时熄灭。自喷射在所有条件下继续流动。

孔线

他们包括：

• 锗;

• 硒;

• 硅;

• 某些金属与碲、硫、硒和某些有机物的化合物。

它们被称为半导体，属于第 1 组，也就是说，它们在电荷流动过程中不形成物质转移。为了增加它们内部自由电子的浓度，有必要花费额外的能量来分离束缚电子。它被称为电离能。

电子-空穴结在半导体中运行。正因为如此，当向其施加相反的外场时，半导体在一个方向上通过电流并在相反方向上阻塞。

半导体的电导率为：

1. 自己的；

2.杂质。

第一种类型是固有的结构，其中载流子出现在原子从其物质（空穴和电子）电离的过程中。他们的定力是相互平衡的。

第二种半导体是通过结合具有杂质导电性的晶体而产生的。它们具有三价或五价元素的原子。

导电半导体有：

• 电子 n 型 «负»;

• 孔 p 型 «正»。

普通的伏安特性 半导体二极管 如图所示。

各种电子设备和装置都是在半导体的基础上工作的。

超导体

在非常低的温度下，来自某些类别的金属和合金的物质会进入一种称为超导性的状态。对于这些物质，对电流的电阻几乎降低到零。

这种转变是由于热特性的变化而发生的。关于在没有磁场的情况下过渡到超导状态期间吸收或释放热量，超导体分为 2 种类型：1 号和 2 号。

当为两个相邻电子创建束缚态时，由于库珀对的形成而发生导线的超导现象。创建的对具有双电子电荷。

处于超导状态的金属中的电子分布如图所示。

超导体的磁感应强度取决于电磁场的强度，而后者的值又受物质温度的影响。

导线的超导性能受限于它们的极限磁场和温度的临界值。

因此，电流的导体可以由完全不同的物质制成，并且具有彼此不同的特性。它们总是受到环境条件的影响。因此，电线特性的限制始终由技术标准决定。