בהנדסת חשמל, חפץ או חומר המאפשר זרימה של זרם חשמלי מכונה כמנצח. כיוון האספקה הנוכחית הוא בכיוון אחד או רבים. המוליכים החשמליים הנפוצים מיוצרים מחומרים המיוצרים עם מתכות רגילות. ייצור הזרם החשמלי יכול להיעשות על ידי זרימת האלקטרונים, חורים ובמקרים מסוימים, יונים חיוביים או יונים שליליים. במתכות, האלקטרונים הם המובילים העיקריים אך בסוללות, אלקטרוליטים קטיוניים תלויים במובילי מטען חיוביים. באופן דומה, בתאי דלק, הפרוטונים הניידים במוליך הפרוטון תלויים במובילי מטען חיוביים. מאמר זה דן בסקירה כללית של מוליך חשמלי, סוגים ותכונות.
מהו מוליך חשמל?
ההגדרה של מוליך חשמלי היא חומר המאפשר זרימת חום, חשמל אחרת נשמע. המוליכות החשמלית היא היכולת של הולכת חשמל. הדוגמאות הטובות ביותר ל מוליכים חשמליים הם מתכות כמו נחושת, ברזל וכו '. אלה משמשים בעיקר לייצור חוטים כדי שניתן יהיה להעביר את הזרם החשמלי. אנחנו יודעים את זה מוליכים למחצה הם סוג אחד של חומרים שכן הם מאפשרים זרימת חשמל דרכם אך אינם טובים במיוחד. וכמה חומרים כמו נגדים להגביל את זרימת הזרם כי הם מאוד התקשו לעצור את זרימת הזרם.
מוליך חשמל
ניתן להגדיר מבודד כחומר המונע את זרימת הזרם ואלה משמשים בעיקר לכיסוי החוטים כמו פלסטיק. חומרים מסוימים כמו מוליכים-על מציעים לא הִתנַגְדוּת לזרימת החשמל. ההתנגדות של המוליך עולה ברגע שהטמפרטורה עולה.
דוגמאות
הדוגמאות הטובות ביותר למוליכים חשמליים כוללות בעיקר את הדברים הבאים. מוליך חשמלי ידוע כטוב ביותר כאשר המוליך עובד בתנאי לחץ רגיל כמו גם בטמפרטורה כמו הכסף.
לא תמיד זו אפשרות מושלמת כמו חומר, אם כי בגלל עלותו ושכבת התחמוצת שלו. שכבה זו נקראת להכתים והיא אינה תורמת. כמו כן, ורדיגריס, חלודה וסוגים אחרים של שכבות תחמוצת מפחיתים את המוליכות. הדוגמאות למוליכים יעילים הם כסף, זהב, נחושת, אלומיניום, כספית, פלדה, ברזל, מי ים ובטון. יותר מוליכים כמו פלטינה, פליז, ברונזה, גרפיט, מים מלוכלכים ומיץ לימון.
זרימת אלקטרונים במוליך חשמל
האלקטרונים הזורמים במוליך אינם בקו ישר בגלל מהירות הסחיפה. בגלל זה, זרם האלקטרונים יתמוטט בכל רגע על ידי אטומים במוליך. המהירות הזו די קטנה מכיוון שיש הרבה אלקטרונים חופשיים. במוליך ניתן לאמוד את צפיפות האלקטרונים כך שנוכל לאמוד את מהירות הסחיפה לזרם ידוע. כאשר הצפיפות גדולה יותר, אזי המהירות הנמוכה דרושה לזרם ידוע. האלקטרונים שזורמים במוליך הוא כנגד השדה החשמלי שמסומן עם 'E'.
כיצד מנצח מוליך זרם?
החומר של חלקיק המוליך החשמלי אינו חייב להכיל מרווח אנרגיה בין שתי רצועות כמו הערכה והולכה. ברצועת הערך, האלקטרונים החיצוניים מחוברים לאטום בצורה לא בטוחה. ברגע שאלקטרונים מפעילים אנרגיה בגלל ההשפעה התרמית אחרת, כוח אלקטרומוטיבי ואז הוא זורם מלהקה אחת ללהקה אחרת.
ברצועת ההולכה, האלקטרון מקבל את חירותו לנסוע לכל מקום בתוך המוליך. המוליך מעוצב באטומים. לכן כמו שלם, הלהקה הזו נמצאת במספר רב של אלקטרונים. הקשרים המתכתיים נמצאים בתוך המוליכים, בהתבסס על מבנה + יונים מתכתיים. מבנים אלה סגורים דרך ענן אלקטרונים.
ברגע שקורה פער פוטנציאלי במוליך בשני קצוות, האלקטרונים רוכשים אנרגיה מספקת לספק מאנרגיה נמוכה יותר לאנרגיה גבוהה יותר ברצועה זו כנגד התנגדות דקה שמספק חומר המוליך. זרימת הזרם תהיה בכיוון ההפוך לזרימת האלקטרונים.
סוגי מוליכים חשמליים
ישנם סוגים שונים של מוליכים הכוללים את הדברים הבאים.
סוגי מוליכים חשמליים
מתכות
מַתֶכֶת הוא החומר המוליך ביותר, המשמש ביישומים מעשיים. למשל, חוט החשמל המשמש ברחבי הבית, ככל הנראה, מעסיק חוטי נחושת כמו חומר מוליך תקע חשמלי כולל מתכת, והמכשיר הפנימי של מגהצים חשמליים כולל מתכות כמו חומר מוליך. מכיוון שלמתכת יש אינספור אלקטרונים חופשיים ומעודד ניידות המוליכים המתכתיים הטובים ביותר כוללים בעיקר כסף, נחושת וזהב.
לא מתכות
שאינם מתכות הם מוליכים חשמליים טובים מאוד. למשל, הפחמן בצורה גרפיט הוא מוליך חשמלי טוב במיוחד. במבנה הגרפיט, אנו יכולים לראות כי ישנם רק 3 עד 4 אטומי פחמן המשמשים לחיבור. לצורך מליטה חופשית, הוא נותר לאלקטרון יחיד, אך, רוב המתכות שאינן מתכות אינן מוליכות חשמל מצוינות.
מנצחים יוניים
צורת הפיתרון של מוליכים נקראת מוליכים יוניים. הדוגמאות הטובות ביותר למוליכים אלו הן מי ים או מי מלח, מכיוון שמדובר במוליכים חשמליים טובים.
מוליכים למחצה
מוליכים למחצה אינם טובים בהובלת חשמל כמו מוליכים, אך הם עדיין משמשים ביישומים רבים. הדוגמאות הטובות ביותר למוליכים למחצה כוללות בעיקר Ge (Germanium) ו- Si (Silicon).
מאפייני מנצח
המאפיינים של מצב חוסר היציבות של המוליך כוללים בעיקר את הדברים הבאים.
- מוליכים תמיד מאפשרים זרימה של אלקטרונים כמו גם יונים בתוכם.
- השדה החשמלי של המוליך הוא אפס המאפשר לאלקטרונים לזרום בהם.
- צפיפות המטען של המוליך אינה דבר
- חיובים בחינם קיימים בעיקר בחלקו החיצוני של המנצח בלבד
- מנצח כל הנקודות הן בפוטנציאל שווה
יש הרבה מתכות שהן מוליכות חשמליות טובות. מכיוון שחלקי המכשיר המספקים זרם חשמלי מיועדים למתכות. מבודד הוא ציפוי הפלסטיק על המוליך המגן עלינו מפני התחשמלות.
לפיכך, זה הכל על חשמל נהג הרלוונטי להעברת כוח בדרך כלל תקוע. מוליכים אלה כוללים גמישות עצומה כמו גם חוזק מכני כאשר הם מנוגדים לחוט יחיד באזור חתך דומה. בדרך כלל, במוליכים אלה, החוט האמצעי מוקף בשכבות החוטים השונות. ניתן להחליט על גודל המוליך באמצעות אזור חתך הנחושת המתאים ומספר המיתרים בקוטר כל מחרוזת. הנה שאלה עבורך, אנא הזכר עוד כמה מנצחים?
