什么是电导率
谈到这个或那个物体阻止电流通过的特性,我们通常使用术语“电阻”。在电子学中,这很方便,甚至有特殊的微电子元件,具有一个或另一个标称电阻的电阻器。
但也有“电导率”或“电导率”的概念,表征人体传导电流的能力。
鉴于电阻与电流成反比, 电导率与电流成正比,即电导率是电阻的倒数。
电阻以欧姆为单位,电导率以西门子为单位。但事实上,我们总是在谈论材料的相同特性——它的导电能力。
电子电导率表明在物质中形成电流的电荷载体是电子。首先,金属具有电子导电性,尽管几乎所有材料或多或少都具有这种能力。
材料的温度越高,其电子电导率越低,因为随着温度的升高,热运动会越来越多地干扰电子的有序运动,从而阻止定向电流。
导线越短,其截面积越大,其中的自由电子浓度越大(比电阻越低),电子电导率越大。
实际上在电气工程中,以最小的损耗传输电能是最重要的。是因为 金属 在其中起着极其重要的作用。尤其是其中导电率最大,也就是最小的那些 比电阻:银、铜、金、铝。金属中的自由电子浓度高于电介质和半导体。
使用铝和铜作为金属电能的导体在经济上最有利可图,因为铜比银便宜得多,但同时铜的电阻仅略高于银,铜的电导率分别为比白银少很多。其他金属对于电线的工业生产并不重要。
含有自由离子的气态和液态介质具有离子电导率。离子和电子一样,是电荷载体,可以在电场的影响下在整个介质体积内移动。这样的环境可以 电解质… 电解质的温度越高,其离子电导率越高,因为随着热运动的增加,离子的能量增加,介质的粘度降低。
在材料的晶格中没有电子的情况下,可以发生空穴传导。电子携带电荷,但当空穴移动时,它们就像空位一样——材料晶格中的空位。自由电子不会像金属中的气体云那样移动到这里。
半导体中的空穴传导与电子传导同等重要。各种组合的半导体允许您控制在各种微电子设备中展示的电导率:二极管、晶体管、晶闸管等。
首先,早在 19 世纪,金属就开始在电气工程中用作导体,同时还有电介质、绝缘体(导电率最低),例如云母、橡胶、瓷器。
在电子学中,半导体已变得普遍,占据了导体和电介质之间的光荣中间位置。大多数现代半导体都基于硅、锗和碳。其他物质的使用频率要低得多。