Полупроводники. Обладают очень высокой электропроводностью

Диэлектрики

Проводники

Обладают очень высокой электропроводностью. К проводникам первого класса, в которых возможно перемещение только электронов, относятся металлы и их сплавы. В металлах электроны, расположенные на внешних орбитах, сравнительно слабо связаны с ядрами атомов, от него часть электронов перемещается между атомами, переходя из сферы действия одного ядра в сферу действия другого и заполняя пространство между ними наподобие газа, который иногда называют «электронный газ».

В проводниках второго класса (водные растворы кислот, солей и пр.) под действием растворителя молекулы вещества распадаются на положительные и отрицательные ионы, которые подобно электронам в металлах могут перемещаться по всему объему проводника. Внутри проводника невозможно существование электростатического поля.

Вещества с ничтожно малой электропроводностью называются диэлектриками или изоляторами; к ним относятся газы, некоторые жидкости (например, минеральные масла и лаки) и почти все твердые материалы, за исключением металлов и угля.

Однако, при некоторых условиях в диэлектриках происходит расщепление молекул на ионы (например, под действием высокой температуры или в сильном поле) в этом случае диэлектрики теряют свои изолирующие свойства и становятся проводниками. Диэлектрики обладают свойством поляризоваться, и в них возможно длительное существование электростатического поля.

При нормальных условиях диэлектрик обладает незначительной электропроводностью. Это свойство сохраняется, пока напряженность электрического поля не увеличится до некоторого предельного для каждого диэлектрика значения. В сильном электрическом поле, происходит расщепление молекул диэлектрика на ионы и тело, которое в слабом поле было диэлектриком, становится проводником.

Напряженность электрического поля, при которой начинается ионизация молекул диэлектрика, называется пробивной напряженностью (электрической прочностью) диэлектрика.

Табл.

Материал	Пробивная напряженность, кв/мм.
Бумага, пропитанная парафином	10-25
Воздух
Масло минеральное	5-15
Электрокартон	9-14
Фарфор	6-7,5

Вещества, электропроводность которых занимает промежуточное положение между электропроводностью проводников и диэлектриков, называются полупроводниками. К ним относятся: кремний, германий, селен и др.

Для полупроводников характерно изменение электропроводности в широких пределах под действием различных факторов (например, температуры или электрического поля).

Электрические цепи постоянного тока

Для того, чтобы получить электрический ток в проводниках, нужно создать электрическую цепь. Электрическая цепь образуется из источников электрической энергии, в которых возбуждается электродвижущая сила,(сокращенно ЭДС) и потребителей электрической энергии.

При наличии тока в источниках энергии происходит непрерывное праобразование различных видов энергии в электрическую, в потребителях наоборот, электрическая энергия преобразуется в другие виды энергии. Источники и потребители энергии соединяются обычно медными или алюминиевыми проводами. При движении по проводникам заряды испытывают столкновения с другими частицами вещества и отдают им всю энергию. Полученную за счет электрического поля, или часть ее. Для поддержания движения зарядов в проводниках должно существовать электрическое поле, которое при продвижении зарядов совершает работу. Вследствие этого всякий проводник обладает сопротивлением электрическому току.

Чем больше столкновений испытывает каждый из подвижных зарядов, и чем меньше число этих зарядов, тем сильнее должно быть электрическое поле, чтобы поддерживать в проводнике ток нужной величины, т.е. тем больше сопротивление проводника.

Энергия, отдаваемая движущимися зарядами частицам тела, превращается в энергию их хаотического движения, т.е. в тепло. Происходит нагревание проводника протекающим по нему током.

В современной технике в качестве источников энергии применяют главным образом электрические генираторы, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую,и первичные элементы и аккумуляторы, в которых происходит преобразование химической энергии в электрическую.

К потребителям электрической энергии относятся: электродвигатели (в которых электрическая энергия преобразуется в механическую), лампы накаливания, различные нагревательные приборы (в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую), эдектролитические ванны, в которых происходит преобразование электрической энергии

в химическую и т.д.

В качестве вспомогательного оборудования в электрическую цепь входят аппараты для выключения и отключения (например рубильники), приборы для измерения электрических величин (например, амперметры, вольтметры), аппараты защиты (предохранители и др.).

Графическое изображение электрической цепи называется схемой электрической цепи.

Условные графические обозначения в электрических схемах.

Наименование

Условное обозначение

Источники электрического тока

Элемент гальванический или аккумулятор

Батарея изгальванических элементов

Генератор электрический

Линия электрической связи (провод, кабель, шина)

Заземление

Предохранитель плавкий

Контакт коммутационного устройства

Выключатель трехполюсной

Соединение контактное разъемное

Катушка электромеханического устройства

Резистор постоянный

Резистор переменный

Конденсатор постоянной емкости

Катушка индуктивности с ферромагнитным сердечником

Трансформатор с ферромагнитным сердечником

Автотрансформатор однофазный с ферромагнитным сердечником

Амперметр

Вольтметр

Лампа накаливания

Диод полупроводниковый

Транзистор структуры р-п-р

Транзистор структуры n-р-n

Дата добавления: 2014-01-13