Quando si utilizzano apparecchi elettrici, una persona si trova costantemente di fronte a sostanze che sono conduttori, semiconduttori e dielettrici non conduttori. Questi materiali differiscono nel grado di conduttività elettrica. Per lavorare con gli elettrodomestici, è necessario conoscere tutte le loro caratteristiche e caratteristiche. Puoi scegliere il miglior conduttore di corrente elettrica dai metalli.
Contenuto
- Caratteristiche del concetto
- Primo e secondo tipo
- Processi nei conduttori elettrici
Caratteristiche del concetto
I conduttori di corrente sono quelle sostanze in cui il numero di cariche elettriche libere supera il numero di quelle legate. Possono iniziare a muoversi sotto l'influenza di una forza esterna. Lo stato dei materiali può essere gassoso, solido e liquido. L'elettricità può fluire attraverso un filo metallico se è collegato tra due conduttori di diverso potenziale.
La corrente è trasportata da elettroni che non sono collegati tra loro da atomi. Sono loro che sono in grado di caratterizzare la capacità di un oggetto di far passare cariche elettriche attraverso se stesso o la quantità di conduttività della corrente. Il suo valore è inversamente proporzionale alla resistenza, si misura in Siemens: Cm = 1 / Ohm.
I principali vettori di elettricità in natura sono ioni, lacune ed elettroni. Pertanto, la capacità di conduttanza è divisa in tre tipi:
- ionico;
- elettronico;
- Foro.
La tensione applicata permette di valutare la qualità del conduttore. Questa capacità di una sostanza è anche chiamata caratteristica volt-ampere.
Primo e secondo tipo
Dopo aver scoperto cosa conduce una corrente elettrica, è necessario scoprire le caratteristiche di alcune sostanze. I conduttori possono essere diversi: filo metallico, acqua di mare. Ma in essi la corrente è diversa, quindi le sostanze sono divise in due gruppi:
- il primo tipo, in cui l'elettricità scorre attraverso gli elettroni;
- il secondo tipo è basato sugli ioni.
Il primo include tutti i metalli e il carbonio. Il secondo tipo comprende alcali, acidi, sali fusi - elettroliti. In essi, la corrente rappresenta il movimento ordinato di ioni negativi e positivi. L'elettricità in tali materiali scorre a qualsiasi tensione. In condizioni normali buon conduttore di corrente elettrica È un prodotto realizzato in oro, argento, alluminio o rame.
Questi ultimi due materiali sono utilizzati per produrre cavi che si distinguono per il loro basso costo. Una sostanza liquida di alta qualità che conduce corrente è il mercurio e la corrente scorre bene attraverso il carbonio. Ma questa sostanza non è flessibile, quindi non viene utilizzata nella pratica. Sebbene i fisici siano stati recentemente in grado di immaginare il carbonio sotto forma di grafene, che ha permesso di creare corde dai suoi filamenti.
Nei prodotti in grafene, la resistenza è tale da risultare inaccettabile per i conduttori. Possono essere utilizzati solo nei riscaldatori. In questo caso, i fili metallici di nichel e cromo perdono, poiché non possono resistere a temperature molto elevate. Le spirali delle lampade fluorescenti sono realizzate in tungsteno. Questo materiale è in grado di incandescenza, poiché la sostanza è refrattaria.
Processi nei conduttori elettrici
Durante il flusso di elettricità, il conduttore subisce una certa influenza. La cosa più importante è l'aumento della temperatura. Rilasciano anche alcune reazioni chimiche che possono modificare le proprietà fisiche di una sostanza. Soprattutto i conduttori del secondo tipo sono esposti a questa influenza. Subiscono una reazione chimica chiamata elettrolisi.
Ioni di sostanze circa poli elettrici ottenere la carica necessaria e ripristinare lo stato originale che avevano prima della formazione di alcali, acidi o sale. Attraverso l'elettrolisi, chimici e fisici possono ottenere prodotti chimici puri da materie prime naturali. In questo modo vengono creati alluminio e altri tipi di metalli.
Le sostanze del primo e del secondo tipo sono coinvolte in processi diversi dalla conduzione dell'elettricità. Ad esempio, quando un acido interagisce con il piombo, si verifica una reazione chimica che provoca il rilascio di una corrente. Tutte le batterie funzionano secondo questo principio. I conduttori del primo gruppo possono cambiare quando sono in contatto tra loro. Durante il funzionamento, rame e alluminio devono essere coperti con una guaina speciale, altrimenti entrambi i metalli si scioglieranno semplicemente. L'aria umida provoca una reazione elettrochimica. Pertanto, i conduttori sono ricoperti da uno strato di vernice o altro materiale protettivo.
Alcuni conduttori non possono resistere all'elettricità nell'aria fredda. Questo fenomeno è chiamato superconduttività, che corrisponde a un valore di temperatura vicino allo stato chimico dell'elio liquido. Ma la ricerca ha portato al fatto che ci sono nuovi conduttori con alte temperature.
Tali sostanze sono state scoperte nel 20 ° secolo. Le ceramiche di ossigeno, bario, rame e lantanio non conducono corrente in condizioni normali, ma dopo il riscaldamento diventa superconduttore. In pratica, è utile utilizzare sostanze che possono trasmettere elettricità a 58 gradi Kelvin e oltre, una temperatura superiore al punto di ebollizione dell'azoto.
Liquidi e gas conduttori di corrente vengono utilizzati meno spesso dei solidi. Ma sono anche necessari per la produzione di moderni dispositivi elettrici.
