القائمة الرئيسية

الصفحات

آخر المواضيع

ما هي النواقل الكهربائية وانواعها

ما هي النواقل الكهربائية وانواعها

ناقلية المادة هي قدرة المادة على نقل شيء مثل الكهرباء أو الحرارة. النواقل الكهربائية هي المواد التي تتوافر فيها الإلكترونات ، وناقلات الشحنة الكهربائية ، بكثرة. الإلكترونات هي الجسيمات التي تسهل مرور الكهرباء عبر المادة عندما يتم تطبيق الجهد عبرها. في النواقل الكهربائية ، يمكن للإلكترونات أن تتدفق في أي اتجاه. المعادن هي النواقل الجيدة للكهرباء. معظم عناصر d-block في الجدول الدوري هي موصلات كهربائية جيدة. في مواد d-block هذه تكون الإلكترونات متاحة مجانًا وهي ضرورية جدًا لنقل الكهرباء. بعض السوائل هي أيضًا موصلات كهربائية جيدة. مثال على ذلك محلول الماء المالح المشبع. الغازات هي موصلات كهربائية سيئة حيث أن تبادل الإلكترونات بين الذرات غير ممكن بسبب المسافات بينها


ما هي النواقل الكهربائية وانواعها

الناقلية الكهربائية

يتم التحكم في الناقلية الكهربائية للمادة بواسطة الإلكترونات المتصلة قليلاً بالذرة والتي يسهل فصلها عنها. عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر المادة ، تحمل الإلكترونات التيار الكهربائي من طرف إلى آخر لكنها لا تتحرك من أماكنها. عندما تمر الكهرباء يتم شحنهم ويهتزون في أماكنهم. ينقل هذا الاهتزاز الشحنة منها إلى الإلكترونات القريبة ثم تبدأ الإلكترونات القريبة في الاهتزاز وتنقل الشحنة إلى الإلكترونات المجاورة. بهذه الطريقة تنتقل الكهرباء من مكان إلى آخر. عندما لا تمر الكهرباء عبر الناقل ، لا يكون للإلكترونات أي فرق في الشحن ، وبالتالي فهي لا تهتز ولا تزعج الإلكترونات المجاورة.


خصائص النواقل الكهربائية

عندما يتم توصيل الناقل الكهربائي عبر أطراف البطارية ، بسبب الاختلافات المحتملة ، تبدأ الاهتزازات في الإلكترونات وتبدأ في التدفق من الطرف السالب إلى الطرف الموجب.

في حالة التوازن ، تظهر النواقل الكهربائية الخصائص التالية:


  • النواقل لها إلكترونات حرة متاحة.
  • تسمح النواقل للإلكترونات بالتحرك بمقاومة قليلة أو بدون مقاومة.
  • كثافة الشحنة تساوي الصفر.
  • لا يوجد فرق جهد أو مجال كهربائي داخل النواقل
  • الإلكترونات الموجودة على سطح النواقل متاحة فقط لحمل التيار عند تطبيقها.

المعادن هي موصلات جيدة للكهرباء أو الحرارة لأنها تحتوي على مجموعة من الإلكترونات المرتبطة بشكل غير محكم بالذرات وهي حرة الحركة. لا يؤثر الضغط الخارجي على أداء النواقل الكهربائية لأن الضغط الخارجي لا يؤثر على حجم المعادن.


من ناحية أخرى ، يؤثر الاختلاف في درجة الحرارة على أدائه. في درجات الحرارة المنخفضة للغاية ، تصبح المقاومة التي توفرها النواقل للكهرباء ضئيلة مقارنة بمقاومة درجة حرارة الغرفة. تُعرف هذه الظاهرة باسم الموصلية الفائقة والمعادن التي تظهر هذه الخاصية وتسمى بالنواقل الفائقة.


يؤثر حجم أو سمك وطول الناقل أيضًا على الأداء. يُظهر السلك الرقيق مقاومة أكبر مقارنة بالسلك السميك. لذلك يمكن القول أن مقاومة السلك تتناسب عكسياً مع مساحة المقطع العرضي.


يؤثر طول السلك أيضًا على تدفق التيار الكهربائي. المقاومة التي يقدمها السلك تتناسب طرديًا مع طوله. يعد السلك أعلى المقاومة.


أنواع النواقل الكهربائية

هناك أربعة أنواع من النواقل ، وهي النواقل الجيدة وأشباه النواقل والمقاومات وغير النواقل. يُطلق على غير النواقل أيضًا باسم العوازل.


1. موصلات جيدة

تعد جميع المعادن تقريبًا موصلات جيدة للكهرباء لأنها تسمح بنقل الكهرباء بمقاومة قليلة من خلالها. تُظهر بعض اللافلزات أيضًا الناقلية الكهربائية. على سبيل المثال ، يعد الجرافيت موصلًا جيدًا للكهرباء. على الرغم من أن الجرافيت مصنوع من الكربون (موصل سيء للكهرباء) ، إلا أن هيكله يجعل أحد الإلكترونات الأربعة في هذه المادة الرباعية التكافؤ خاليًا مما يأخذ الجزء لنقل الكهرباء. في المعادن ، تتوفر مجموعة من الإلكترونات لنقل الكهرباء.


بعض المعادن مثل النحاس والحديد والفضة والألمنيوم والذهب موصلات جيدة للكهرباء وتستخدم على نطاق واسع. على الرغم من أن معادن الذهب والفضة موصلات جيدة جدًا ، إلا أنها أغلى من النحاس والألمنيوم. ومن ثم ، يتم استخدامها في أدوات متطورة للغاية مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة وغيرها من الأدوات التي تتطلب كمية محددة من الكهرباء. النحاس متوفر بكثرة ويستخدم على نطاق واسع في الأجهزة المنزلية والدوائر. على الرغم من أن الألمنيوم يحتوي على موصلية أقل قليلاً من معدن النحاس ، إلا أنه رخيص جدًا لذلك يتم استخدامه في خطوط النقل.


2. أشباه النواقل

أشباه النواقل هي تلك المواد التي لديها حساسية ضد الكهرباء بين النواقل الجيدة والعوازل. وبالتالي ، فإن أشباه النواقل ليست فلزية ولها موصلية كهربائية محدودة. في الشكل النقي لبعض المواد غير المعدنية مثل السيليكون ، يعتبر الجرمانيوم أشباه موصلات جيدة. بإضافة بعض الشوائب إليها ، يمكن تغيير موصليتها من خلال عملية المنشطات. تستخدم جميع الأجهزة الكهربائية والإلكترونية تقريبًا أشباه النواقل للتحكم في تدفق التيارات فيها.


3. المقاومات

المقاوم هو جهاز إلكتروني صغير يقاوم ويقلل من التيار الكهربائي ويزود الكهرباء للسلع الكهربائية أو الإلكترونية بطريقة محكومة. بسبب المقاومة التي تقدمها المقاومات ، تحفظ هذه البضائع من التلف الذي قد يحدث بسبب الإمداد المفرط بالكهرباء.


4. العوازل

العوازل هي المواد التي لا تسمح للتيار الكهربائي بالتدفق من خلالها. في هذه المواد ، ترتبط الإلكترونات بإحكام بذراتها ولا تنفصل حتى بعد تطبيق فرق الجهد القوي. بعض الأمثلة الشائعة هي الخشب والبلاستيك والزجاج والمطاط وما إلى ذلك ، وهي تُستخدم لتغطية السلك الذي يمر من خلاله التيار الكهربائي. يتم تغطية الدوائر والأجهزة الكهربائية المنزلية بالعوازل لتجنب فقدان الطاقة والأمان. إن تغطية الأسلاك النحاسية بهذه العوازل يجعل الكهرباء أكثر كفاءة من خلال تركيز التدفق.


أسئلة وأجوبة عن النواقل (النواقل) الكهربائية

سؤال 1: ما هو الناقل الكهربائي؟


الجواب: النواقل الكهربائية هي المواد التي تسمح بمرور التيار الكهربائي خلالها. في هذه المواد ، تتوفر حاملات الشحنة الكهربائية ، أي الكثير من الإلكترونات بحرية لنقل الكهرباء من طرف إلى آخر. الفضة النقية هي أفضل موصل كهربائي. بعض المعادن الأخرى مثل النحاس والصلب والذهب والألمنيوم والنحاس الأصفر هي أيضًا موصلات كهربائية جيدة.


سؤال 2: أكتب أنواع النواقل الكهربائية؟

الجواب: هناك أربعة أنواع من النواقل الكهربائية. هم انهم

  1. موصلات جيدة
  2. أشباه النواقل
  3. المقاومات 
  4. العوازل


سؤال 3: كيف تمر الكهرباء عبر الناقل الكهربائي؟

الجواب: النواقل الكهربائية هي المواد التي يتوفر فيها تجمع من الإلكترونات وهذه الإلكترونات حرة في الحركة وليست مرتبطة بإحكام بذراتها. هذه الإلكترونات هي حاملة الشحنة الكهربائية من طرف إلى آخر. في حالة التوازن ، لا تتحرك هذه الإلكترونات وبالتالي لا تخلق تيارًا داخليًا. عندما يتم إنشاء بعض فرق الجهد عبر نقطتين مختلفتين للموصل ، تبدأ هذه الإلكترونات في الاهتزاز في أماكنها وتحفز الإلكترونات المجاورة على الاهتزاز. هذا النقل أو الحث للاهتزاز يخلق تدفق التيار في الناقل.


سؤال 4: هل يؤثر طول النواقل على تدفق التيار؟

الجواب: نعم. في حالة التوازن ، لا يوجد فرق جهد أو مجال كهربائي داخل الناقل. عندما يتم تطبيق فرق جهد عبر الناقل ، يجب أن تهتز الإلكترونات طوال طول الناقل. يقدم كل موصل مقاومة لتدفق التيار. هذه المقاومة تتناسب طرديا مع طول الناقل. سيكون طول الناقل الأعلى هو المقاومة ضد تدفق التيار.

أهم المصادر:
هل اعجبك الموضوع :

تعليقات

محتويات