Egenskaper av elektriske ledere

Som frie elektroner beveger seg på overflaten av et metallisk stoff, kan de danne elektrisk strøm. Metaller fungere som gode elektriske ledere. En viktig egenskap for en metall er dens evne til å utføre både varme og elektrisitet. Metaller lett miste elektroner fra det ytre skallet av atomene, og disse elektronene står fritt til å flytte rundt. Konduktivitetsmålinger gir et estimat av elektron mobilitet.

dirigenter

Metaller leder varme og strøm på grunn av sine frie elektroner. Når atomer mister sine elektroner, blir de positivt ladet, og metallet blir en matrise av positive ioner i et elektronskyen. Når disse elektronene oppfører seg på en ryddig måte, de frembringer en elektrisk strøm.

De fleste metaller mister sin evne til å gjennomføre en aktuell når temperaturen stiger. Som de frie elektronene absorbere termisk energi, de beveger seg raskere i en kaotisk måte, metallets resistivitet øker, og de kan ikke bære en strøm.

Eksempler på ledere inkluderer sølv, kobber, gull, aluminium, jern, stål, bronse og kvikksølv. Sølv er den beste elektriske leder, men det korroderer, og er kostbart. Kobber er det minst kostbare leder, og det er motstandsdyktig mot korrosjon.

Ledningsevne og resistivitet

Som resistivitet og konduktivitet overfor hverandre, gir de målinger av elektron mobilitet. En ordnet bevegelse av elektroner gjennom en metallisk leder induserer den elektriske strøm; ledningsevne måler en materialets evne til å lede elektrisk strøm. Resistivitet er et mål på hvor sterkt materiale motsetter flyten av en elektrisk strøm.

En leder har en høy ledningsevne nivå, men en lav resistivitet nivå. I opposisjon, har en isolator høy resistivitet nivå og ingen ledningsevne.

isolatorer

Et ikke-metallisk materiale --- slik som gummi, plast eller glass --- hindrer strømmen av elektrisitet. En isolator har en høy spesifikk motstand nivå, men et lavt konduktivitetsnivå. Det er en meget dårlig leder av elektrisitet siden det er sammensatt av materialer som har en meget høy motstand og ingen frie elektroner tilgjengelige for å bære den strøm.

Teoretisk ville en perfekt vakuum være en perfekt isolator som ville rent vann uten urenheter, men ingen av disse er blitt observert i naturen. Atomer av en isolator har elektroner tett bundet til atomene av ioniske eller kovalente bindinger, slik at det ikke er noen frie elektroner. Som et resultat, flyter ingen strøm.

halvledere

Mikroprosessor chips, transistorer og datamaskiner alle avhengige av halvledere. Krystallinske elementer --- så som germanium eller silisium --- og forbindelser, inkludert galliumarsenid, funksjon som halvledere. En halvleder er et materiale som har elektrisk ledningsevne med en størrelse mellom den for en leder og en isolator. Halvledere kan lede strøm selektivt ved å jobbe i noen forhold og ikke andre, noe som gjør dem et godt medium for å kontrollere elektrisk strøm. De er nyttige i solid state elektronikk som dioder, transistorer, minnebrikker og integrerte kretser.