Conducteurs, isolateurs et semi-conducteurs

Les Conducteurs, isolateurs et semi-conducteurs Ce sont des types de matériaux qui présentent un comportement différent face à l'électricité. Les conducteurs offrent des installations au flux de courant électrique, tandis que les isolateurs l'entrachent.

Selon ce critère, les substances et les composés sont divisés en trois grandes catégories:

• Conducteurs
• Isolant
• Semi-conducteurs

Les matériaux conducteurs, comme son nom l'indique, permettent le passage du courant électrique à travers eux, avec une facilité plus ou moindre. D'un autre côté, les isolateurs ne conduisent pas bien l'électricité, tandis que les semi-conducteurs se comportent comme des conducteurs ou des isolateurs dans certaines circonstances.

La distinction entre les matériaux est très importante en électricité, lors de la sélection la plus appropriée pour une certaine fonction. Par exemple, les fils destinés à conduire l'électricité nécessitent de bons conducteurs, cependant, leur revêtement doit être de matériel isolant afin qu'ils puissent manipuler en toute sécurité.

Quant aux semi-conducteurs, ils sont essentiels dans la fabrication de composants électroniques, si importants pour la technologie moderne.

Le fait qu'un matériau réagit à l'électricité d'une certaine manière dépend de la fermeture de l'atome à ses électrons les plus à l'extérieur, qui sont les plus faciles à mobiliser, car ils sont plus éloignés du noyau et du reste des électrons et du reste des électrons le protéger.

Lorsque le noyau attire électrostatiquement, fermement vers tous ses électrons, le matériau se comporte comme un isolant, mais s'il y a un ou plusieurs électrons de sujet faiblement dans la couche la plus externe, la substance sera un conducteur.

La température peut également avoir une grande influence, car à des températures proches du zéro absolu, certains métaux deviennent des supraconducteurs, car leur conductivité augmente infiniment. Dans les plages de température plus élevées, certains composés non métalliques deviennent également des supraconducteurs.

	Conducteurs	Isolant	Séminaires
Charges électriques	Faciliter le transport des frais électriques à l'intérieur.	Ils entravent le passage des charges électriques.	Dans certaines conditions, laissez le courant passer dans un certain sens.
Électrons	De 1 à 3 électrons libres dans sa couche la plus à l'extérieur.	Entre 5 et 9 électrons dans sa couche externe.	4 électrons dans sa couche externe.
Caractère métallique	La plupart sont des métaux.	Les métaux.	Semi-conducteurs purs tels que Germanio et Silicon.
Liens	Ils forment des liens métalliques.	Liens ioniques.	Une liaison covalente.
Conductivité	Haut.	Bas ou presque zéro.	Intermédiaire, mais peut être modifié en ajoutant des impuretés.
État	Principalement solide, avec des sauts tels que des solutions salines, de l'eau de mer, du mercure et des gaz ionisés.	Solide, liquide et gazeux.	Toujours solide, sauf le silicone amorphe et certains liquides.
Applications	Circuits électriques, création de champs électromagnétiques.	Ils protègent en évitant les chocs électriques, augmentent la capacité lorsqu'ils sont intercarouines entre les plaques d'un condensateur, canalisez le courant en évitant les fuites électriques.	Ils fonctionnent comme des pilotes ou comme des non-chauffeurs. Élaboration des diodes et des transistors.
Exemples	Cuivre, argent, or, graphite.	Bois, plastique, mica.	Silicon, Germanio.

Matériaux conducteurs

Définition

Ce sont des matériaux par lesquels le courant électrique coule plus facilement, grâce au fait qu'ils ont entre un et trois électrons libres dans la couche électronique la plus externe, facile à mobiliser avec peu d'énergie.

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Caractéristiques

Les principales caractéristiques des conducteurs électriques sont:

• Ils ont entre 1 et 3 électrons libres qui, étant faiblement soumis au noyau atomique, peuvent se déplacer d'un atome à l'autre avec une relative facilité, pour établir un courant électrique.
• De plus, de bons conducteurs électriques conduisent également le puits de chaleur.
• Ce sont presque toujours des métaux, comme le cuivre et l'aluminium. Le graphite et certains acides, hydroxydes et solutions salines sont également exceptionnellement de bons conducteurs.
• Les métaux conducteurs ont une brillance particulière.
• Ils sont principalement solides, à l'exception du mercure et de l'eau de mer, qui sont liquides. Par ionize, les gaz tels que l'air peuvent devenir des conducteurs électriques.
• La conductivité électrique est l'ampleur qui quantifie à quel point le conducteur est bon, les conductivités élevées sont typiques des bons conducteurs. Le graphène est le matériau le plus conductivité connu.

De plus, les caractéristiques suivantes sont souhaitables: résistance aux températures élevées, à la ductilité et à la malléabilité, pour donner la forme appropriée à l'élément conducteur, selon l'utilisation qui lui sera donnée. La résistance à la température est importante, car chaque fois que le courant circule à travers un conducteur, la chaleur est détachée par l'effet Joule.

Les fonctions

Les conducteurs sont principalement utilisés pour mener un courant électrique et stocker l'énergie. Ce sont ses principales fonctions:

-Transporter le courant électrique, lorsqu'ils font partie des câbles d'énergie qui nourrissent diverses maisons, industries et appareils. De plus, les circuits imprimés contiennent des chemins de cuivre fins pour connecter les éléments électroniques.

-Fournir un chemin vers les décharges électriques indésirables, comme dans le cas des parlannes.

-Fabriquer des condensateurs et des bobines qui stockent l'énergie électromagnétique.

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-Générez des champs électromagnétiques pour profiter de l'induction électromagnétique, comme avec les transformateurs.

-Interrompant le flux de courant si nécessaire, par exemple, en cas de surcharge, pour lequel des conducteurs à faible point de fusion sont utilisés. Les alliages d'argent conviennent à la fabrication d'éléments tels que les fusibles.

-Faire des matériaux de soudage.

Exemples

Les conducteurs électriques sont classés comme:

• Les métaux
• Pas de métaux

La grande majorité sont les métaux, parmi lesquels sont:

-Cuivre

-Aluminium

-Or

-Argent

-Eau de mer (pas de métal)

-Fer

-Graphite et graphène (non-métaux)

-Étain

-Wolframio

-Bronze (alliage de cuivre et d'étain)

-Laiton (alliage de cuivre et de zinc)

-Acier enduit en aluminium.

Matériaux isolants

Définition

Sont les matériaux à travers lesquels le courant électrique ne coule pas facilement. En règle générale, ils ne conduisent pas bien la chaleur, bien qu'il existe des exceptions telles que le diamant, qui est un excellent conducteur de chaleur, mais pas l'électricité (sauf lorsqu'il souffre de déformations à très petite échelle: l'échelle nanométrique, selon des études récentes ).

Caractéristiques

Les principales caractéristiques des isolateurs sont:

-Ils manquent d'électrons libres.

-Ils ont entre 5 et 8 électrons dans leur couche la plus externe.

-Ils ont une conductivité très faible.

-Certains isolateurs permettent la formation de dipôles électriques à l'intérieur, lorsqu'ils sont sous l'action d'un champ électrique. Ces isolateurs sont connus sous le nom de diélectrique.

-Ils sont constitués de substances non métalliques, pouvant être biologiques ou inorganiques. Par exemple, la soie, un matériau textile dérivé du ver de soie, est un excellent isolant.

De plus, il est très souhaitable qu'un bon isolant ait:

• Résistance à la température sans déformation ni fissuration
• Stabilité avant l'action de la lumière du soleil, divers produits chimiques, oxygène et autres agents
• Résistance mécanique aux déformations.

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Les fonctions

-Envelopper les câbles du conducteur actuels, pour éviter les pertes et protéger les utilisateurs.

-Détourner le courant électrique, l'empêchant de circuler sur certains chemins.

-Séparer les conducteurs les uns des autres ou empêcher le contact avec d'autres pièces métalliques, pour éviter d'endommager l'appareil et ceux qui le manipulent.

-Augmenter la capacité des appareils qui stockent l'électricité, appelés condensateurs.

Exemples

Il existe une grande variété de matériaux isolants:

-Plastique

-Mica

-Bois

-Liège

-Papier

-Cellulose

-Huile

-Fibres comme la soie et le coton

-Caoutchouc (naturel et synthétique)

-Quartz

-Verre, pyrex et porcelaine

-Amiante

-Marbre

-Résines

-Polystyrène

-Air (à température ambiante)

Matériaux semi-conducteurs

Définition

Les semi-conducteurs se comportent comme des conducteurs ou comme des isolateurs, selon certaines conditions de température, l'exposition aux champs électromagnétiques, la pression et d'autres facteurs.

Caractéristiques

Les plus remarquables des semi-conducteurs sont:

-L'existence de 4 électrons dans sa dernière couche.

-Conductivité intermédiaire entre les conducteurs et les isolateurs.

-Unions entre les atomes par des liaisons covalentes.

-Augmentation de la conduction électrique avec température, contrairement à ce qui se passe dans les métaux, dont la conductivité diminue avec la température, en raison de l'agitation thermique.

Les fonctions

-Ils sont essentiels dans la fabrication de composants électroniques tels que les diodes et les transistors, la base des puces et des microprocesseurs.

-Ils sont également utilisés pour créer des capteurs de différents types.

Exemples

Le silicium (l'élément le plus abondant de la croûte terrestre) et le Germanio sont les éléments semi-conducteurs par excellence, mais ils se comportent également comme des semi-conducteurs:

-Oxygène

-Cadmium

-Soufre

-Sélénium

-Gallium arseniuro

-Correspondre

-Composés indiens (sulfure, arseniuro, antimonurio et phosphuro)