Mis on elektrijuhtivus
Rääkides selle või teise keha omadusest takistada elektrivoolu läbimist sellest, kasutame tavaliselt terminit "elektritakistus". Elektroonikas on see mugav, seal on isegi spetsiaalsed mikroelektroonilised komponendid, ühe või teise nimitakistusega takistid.
Kuid on olemas ka mõiste "elektrijuhtivus" või "elektrijuhtivus", mis iseloomustab keha võimet juhtida elektrivoolu.
Arvestades, et takistus on pöördvõrdeline vooluga, juhtivus on otseselt võrdeline vooluga, see tähendab, et juhtivus on elektritakistuse pöördväärtus.
Resistentsust mõõdetakse oomides ja juhtivust siemensis. Kuid tegelikult räägime alati materjali samast omadusest - selle võimest juhtida elektrit.
Elektrooniline juhtivus viitab sellele, et aines voolu moodustavad laengukandjad on elektronid. Esiteks on metallidel elektrooniline juhtivus, kuigi peaaegu kõik materjalid on selleks enam-vähem võimelised.
Mida kõrgem on materjali temperatuur, seda madalam on selle elektrooniline juhtivus, sest temperatuuri tõustes segab soojusliikumine üha enam elektronide korrapärast liikumist ja takistab seetõttu suunatud voolu.
Mida lühem on traat, seda suurem on selle ristlõikepindala, seda suurem on vabade elektronide kontsentratsioon selles (mida väiksem eritakistus), seda suurem on elektrooniline juhtivus.
Praktiliselt elektrotehnikas on kõige olulisem elektrienergia edastamine minimaalsete kadudega. Sel põhjusel metallid mängib selles ülitähtsat rolli. Eriti need, millel on maksimaalne elektrijuhtivus ehk siis kõige väiksem spetsiifiline elektritakistus: hõbe, vask, kuld, alumiinium. Vabade elektronide kontsentratsioon metallides on suurem kui dielektrikutes ja pooljuhtides.
Majanduslikult on kõige tulusam kasutada metallidest elektrienergia juhtidena alumiiniumi ja vaske, kuna vask on palju odavam kui hõbe, kuid samal ajal on vase elektritakistus vaid veidi kõrgem kui hõbedal, vastavalt vase juhtivus väga vähe vähem kui hõbe. Muud metallid ei ole juhtmete tööstuslikuks tootmiseks nii olulised.
Gaasilistel ja vedelatel ainetel, mis sisaldavad vabu ioone, on ioonjuhtivus. Ioonid, nagu elektronid, on laengukandjad ja võivad liikuda elektrivälja mõjul kogu keskkonna ruumala ulatuses. Selline keskkond võib olla elektrolüüt… Mida kõrgem on elektrolüüdi temperatuur, seda suurem on selle ioonjuhtivus, sest soojusliikumise suurenedes suureneb ioonide energia ja väheneb keskkonna viskoossus.
Elektronide puudumisel materjali kristallvõres võib tekkida aukjuhtivus. Elektronid kannavad laengut, kuid aukude liikumisel toimivad nad nagu vabad kohad – materjali kristallvõres olevad vabad kohad. Vabad elektronid ei liigu siin nagu gaasipilv metallides.
Aukjuhtivus toimub pooljuhtides samaväärselt elektronide juhtivusega. Erinevates kombinatsioonides pooljuhid võimaldavad teil juhtida juhtivuse suurust, mida demonstreeritakse erinevates mikroelektroonikaseadmetes: dioodid, transistorid, türistorid jne.
Esiteks hakati metalle elektrotehnikas juhtidena kasutama juba 19. sajandil koos dielektrikute, isolaatoritega (madalaima elektrijuhtivusega), nagu vilgukivi, kumm, portselan.
Elektroonikas on laialt levinud pooljuhid, mis on auväärsel vahepealsel kohal juhtide ja dielektrikute vahel.Enamik tänapäevaseid pooljuhte põhinevad ränil, germaaniumil, süsinikul. Teisi aineid kasutatakse palju harvemini.