Sisältö
johtavat materiaalit Ne tarjoavat vähän vastustusta sähkön kulkemiseen. Elektronit voivat kiertää vapaasti materiaalin läpi, koska ne ovat löyhästi sitoutuneet atomiin ja voivat siksi johtaa sähköä. Esimerkiksi: alumiini, pronssi, nikkeli, kulta.
Vaikka kaikki materiaalit sallivat sähkövirran johtamisen jossain määrin, ne, jotka tekevät sen parhaiten, tunnustetaan johtimiksi, kun taas materiaalit, jotka eivät salli sähkön kulkua, ovat eristimiä. Puolijohdemateriaaleista koostuvien kahden välillä on keskimääräinen taso, joka käyttäytyy eristeinä tietyissä olosuhteissa, mutta niiden johtokykyä voidaan muuttaa niiden olosuhteiden mukaan, joille ne altistuvat.
Kemiallisesti johtavien materiaalien yhteydessä tapahtuva prosessi on, että jotkut elektronit kulkevat vapaasti atomista toiseen johtimen päiden välisen potentiaalieron prosessin kautta. Tämä elektronien liike on sähkövirta.
Johtimet ovat siis niitä, joissa on suuri määrä vapaita elektroneja, jotka liikkuvat materiaalin läpi ja välittävät varauksen helpommin esineestä toiseen. Näiden materiaalien kuvaamiseksi verrataan useita kertoja putkeen, jonka läpi kulkee voimakas vesivirta.
Johtokyvyn mekanismit eivät ole identtiset aineen kolmessa tilassa. Nesteiden tapauksessa johtavuus liittyy suolojen läsnäoloon liuoksessa, kun taas kiinteissä aineissa johtavuus liittyy valenssikaistoihin ja elektronipilven muodostumiseen.
Se voi palvella sinua:
- Puolijohdemateriaalit
- Eristysmateriaalit
- Suprajohtavat materiaalit
Johtimien tyypit
Tämäntyyppiset materiaalit luokitellaan johtamistavan ja -perusteen mukaan yleensä seuraavasti:
- Metallijohtimet. Niillä on sähköinen johtuminen, koska varausten kantajat ovat vapaita elektroneja. Tämä tapahtuu, koska metallit ja seokset kuuluvat tähän ryhmään.
- Elektrolyyttiset johtimet. Niillä on ionityyppinen johtuminen, jossa aineet hajoavat kokonaan tai osittain muodostaen positiivisia tai negatiivisia ioneja, jotka ovat varauksen kantajia. Tällöin sähkövirran kulku tapahtuu aineen siirtymän ja kemiallisen reaktion mukaisesti.
- Kaasumaiset johtavat materiaalit. Ne ovat ionisoituja kaasuja, jotka ovat kadonneet tai saaneet elektroneja ja jotka ovat siten saaneet kyvyn johtaa sähköä. Vaikka ilmaa ei käytetä usein, ilma on kaasu ja tietyissä olosuhteissa se on suuri sähkönjohdin, mistä todistavat tämäntyyppiset salamat ja sähköpurkaukset.
Esimerkkejä johtavista materiaaleista
| Puhdasta hopeaa ( *) | Gallium | Volframi |
| Kovettunut kupari ( * *) | Nikkeli | Rauta |
| Alumiini | Grafiitti | Valurauta |
| Puhdas sinkki | Tantaali | Kupari |
| Pronssi fosforilla | Pronssi | Kulta |
| Messinki | Sinkitty metalli | Ionisoitu ilma |
| Teräs |
(*) Puhdas hopea: Elementin tiedetään olevan paras sähkönjohdin.
(**) Karkaistu kupari: Vaikka se ei ole yhtä tehokas kuin hopea, se on halvempaa ja siksi sitä käytetään laajemmin.
- Jatka kohdista: Johtaminen, konvektio ja säteily
