الموصلات الكهربائية والعوازل

الموصلات الكهربائية والعوازل

تسمح بعض المواد للتيار الكهربائي بالتدفق بحرية أكبر من غيرها. هذه المواد تسمى الموصلات. المواد الأخرى مقاومة لتدفق التيار الكهربائي. هذه المواد تسمى العوازل. تعتبر الموصلات والعوازل مهمة في مجال الإلكترونيات.

الموصلات الكهربائية

تسمح الموصلات الكهربائية للتيار الكهربائي بالتدفق بسهولة بسبب تكوين ذراتها. في الموصل ، تكون الإلكترونات الخارجية للذرة مرتبطة بشكل فضفاض ويمكن أن تتحرك بحرية عبر المادة عند تطبيق شحنة كهربائية.

المواد الموصلة

بشكل عام ، أفضل الموصلات الكهربائية هي المعادن . تميل المعادن إلى وجود إلكترونات في الطبقة الخارجية لذراتها والتي يتم تقاسمها بحرية. الفضة هي أكثر العناصر موصلة للكهرباء. للأسف ، الفضة نادرة جدًا وباهظة الثمن لاستخدامها في معظم المعدات الكهربائية. اليوم ، الموصل الكهربائي الأكثر استخدامًا هو نحاس . يستخدم النحاس في التمديدات الكهربائية والدوائر الكهربائية في جميع أنحاء العالم.

المواصلة والمقاومة

طريقة أخرى للتفكير في المواصلة هي عكس المقاومة. مقاومة المادة هي قياس لمدى مقاومة المادة لتدفق التيار الكهربائي. في بعض الأحيان يتم تمثيل الموصلية بالحرف 'G' حيث G هو معكوس المقاومة ، R.

G = 1 / ص

باستخدام قانون أوم ، نعلم أن المقاومة تساوي الجهد مقسومًا على التيار أو R = V / I ، لذلك

G = I / V.
الموصلات الفائقة

الموصل الفائق هو مادة موصلة بشكل مثالي. لديها مقاومة كهربائية صفر. تتطلب جميع الموصلات الفائقة التي اكتشفها العلماء حتى الآن درجة حرارة شديدة البرودة تصل إلى 234 درجة مئوية تحت الصفر حتى تصبح موصلة فائقة.

عوازل كهربائية

عكس الموصل هو عازل. عازل يقاوم تدفق الكهرباء. العوازل مهمة للحفاظ على سلامتنا من الكهرباء. السلك الذي ينقل الكهرباء إلى جهاز الكمبيوتر أو التلفزيون الخاص بك مغطى بعازل شبيه بالمطاط يحميك من التعرض للصعق بالكهرباء. تشمل العوازل الجيدة الزجاج والهواء والورق.

أشباه الموصلات

تتصرف بعض المواد بين الموصل والعازل. هذه المواد تسمى أشباه الموصلات. تعتبر أشباه الموصلات مهمة في الإلكترونيات مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة لأنه يمكن التحكم في موصليةها مما يسمح للتيار بالتدفق في اتجاه واحد فقط أو في ظل ظروف معينة فقط. أشباه الموصلات الأكثر استخدامًا في الإلكترونيات اليوم هي السيليكون .

حقائق مثيرة للاهتمام حول الموصلات الكهربائية والعوازل
  • معظم الموصلات الكهربائية الجيدة هي أيضًا موصلات جيدة الحرارة .
  • درجة حرارة يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في توصيل المادة. بشكل عام ، كلما ارتفعت درجة الحرارة انخفضت الموصلية كلما زادت المقاومة مع درجة الحرارة.
  • يتميز الألمنيوم بموصلية أقل من النحاس ، ولكنه يستخدم أحيانًا في الأسلاك بتكلفة أقل.
  • يقع المقر الرئيسي للعديد من شركات الإلكترونيات في 'سيليكون فالي' ، كاليفورنيا ، والتي يطلق عليها اسم السيليكون أشباه الموصلات.