القائمة الرئيسية

الصفحات

آخر المواضيع

الخواص الكهربائية للمواد الصلبة - تعريف وأمثلة

نحن ندرك الخصائص الفيزيائية للمواد الصلبة. مثل حقيقة أن لديهم شكل وحجم محددين. لكن الخواص الكهربائية للمواد الصلبة تختلف إلى حد كبير بناءً على تركيبها وتركيبها الكيميائي. وهي مقسمة إلى ثلاث مجموعات - الموصلات وأشباه الموصلات والعوازل. دعونا ندرس المزيد عنهم.


الخواص الكهربائية للمواد الصلبة

تعريف المواد الصلبة

إحدى الحالات الأساسية الأربع للمادة صلبة (الحالات الأخرى هي الحالة السائلة والغازية والبلازما). في مادة صلبة ، يتم تجميع الجزيئات معًا بإحكام ولها أقل قدر من الطاقة الحركية. الاستقرار الهيكلي ومقاومة القوة المطبقة على السطح يميزان المادة الصلبة ، على عكس السائل ، لا تتدفق لتأخذ شكل الحاوية الخاصة بها ، ولا تتمدد مثل الغاز لملء الحجم الكامل المتاح.


اقرأ ايضا:

- ما هو المغناطيس


هناك خصائص فيزيائية وكهربائية للمادة. وبالمثل ، فإن المواد الصلبة لها شكل وحجم محددان. ومع ذلك ، تختلف الخواص الكهربائية للمواد الصلبة إلى حد كبير حسب تركيبها وتركيبها الكيميائي. يتم تصنيف الموصلات وأشباه الموصلات والعوازل إلى ثلاث فئات.


الخواص الكهربائية للمواد الصلبة

الخاصية الكهربائية للمادة هي إشارة إلى الموصلية. تُعرّف الموصلية الكهربائية لمادة ما بأنها قدرتها على نقل الطاقة الحرارية أو الطاقة الكهربائية (وفي بعض الحالات أيضًا الطاقة الصوتية). لذلك فإن الموصل الجيد للكهرباء قادر بسهولة على نقل الطاقة دون غليان أو ذوبان أو تغيير تكوينه بأي شكل من الأشكال.


المواد الصلبة لها درجات متفاوتة من الموصلية ، أي أن جميع المواد الصلبة ليس لها خصائص كهربائية موحدة. في الواقع ، يمكن تقسيم المواد الصلبة إلى ثلاث فئات عريضة بناءً على توصيلها الكهربائي. هذه المجموعات الثلاث هي كما يلي :


1. الموصلات

بشكل عام ، الموصلات عبارة عن مواد صلبة لها موصلية كهربائية جيدة. أنها تسمح للطاقة الحرارية والتيارات الكهربائية بالانتقال من خلالها بسهولة وبسرعة. تسمح الموصلات أن يحدث هذا النقل للطاقة عبر التدفق الحر للإلكترونات من ذرة إلى ذرة. لديهم القدرة على حمل هذه الطاقة في جميع أنحاء أنفسهم حتى عندما يتم تطبيق التيار فقط على جزء واحد من الجسم.


من المعروف أن جميع المعادن هي أفضل الموصلات. يعتمد توصيلها على عدد إلكترونات التكافؤ في ذراتها. هذه الإلكترونات ليست مرتبطة ببعضها البعض بشكل وثيق ويمكن أن تتحرك بحرية. تحتوي المعادن على مثل هذه الإلكترونات في ذراتها ، وبالتالي فهي توصل الحرارة والكهرباء بشكل جيد. تسمح المعادن للحقل الكهربائي بالانتقال من خلالها بترتيب موصلية من 106 – 108 ohm-1.


2. العوازل

على عكس الموصلات ، فإن العوازل هي مواد لا توصل على الإطلاق أي طاقة أو تيارات كهربائية. لا يسمحون بتدفق أي شحنة كهربائية (أو القليل جدًا) من خلالها. لديهم فجوة نطاق كبيرة تمنع تدفق الكهرباء. بعض الأمثلة هي الزجاج ، والخشب ، والبلاستيك ، والمطاط ، إلخ.


بما أن العوازل هي موصلات سيئة للغاية ، فإن لها استخدامًا آخر. نستخدمها لعزل الموصلات وأشباه الموصلات. على سبيل المثال ، يجب أن تكون قد رأيت أسلاكًا نحاسية مغطاة بالبلاستيك أو بعض أشكال البوليمرات. إنها تحمي الأسلاك والكابلات دون السماح للتيار الكهربائي بالمرور عبرها. هذا هو عزل السلك.


3. أشباه الموصلات

أشباه الموصلات هي الوسيط بين الموصلات والعوازل. هذه هي المواد الصلبة التي لديها القدرة على توصيل الكهرباء من خلالها ولكن فقط في ظل ظروف معينة. هناك شرطان من هذا القبيل يؤثران على قدرة أشباه الموصلات على توصيل الطاقة والحرارة والشوائب.

  • أشباه الموصلات الجوهرية:

 هذه مواد نقية بدون إضافة شوائب ، لذلك تُعرف باسم أشباه الموصلات غير الموصلة. هنا نطبق الطاقة الحرارية على المادة ونخلق شواغر في نطاقات التكافؤ. هذا يسمح للطاقة بالمرور. ومع ذلك فهذه ليست موصلات جيدة جدًا وتجد تطبيقات محدودة للغاية


  • أشباه الموصلات الخارجية:

 هذه أشباه موصلات مخدرة. نضيف شوائب معينة لزيادة توصيل المواد. هناك نوعان من أشباه الموصلات الخارجية ، وهما النوع n والنوع p. ومن الأمثلة على ذلك تعزيز موصلية السيليكون والجرمانيوم بهذه الطريقة.


أحد الأسباب التي تجعل أشباه الموصلات مادة مهمة هو أننا نتحكم في توصيلها. ولهذا السبب وجدوا العديد من التطبيقات ، خاصة في مجال الإلكترونيات.

هل اعجبك الموضوع :

تعليقات

محتويات