કયા પદાર્થો વીજળીનું સંચાલન કરે છે

જેમ તમે જાણો છો, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ કેરિયર્સની આદેશિત હિલચાલને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ કહેવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન આવા ચાર્જ કેરિયર તરીકે કામ કરી શકે છે-ધાતુઓ, સેમિકન્ડક્ટર્સ અને વાયુઓમાં; આયનો - ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ અને વાયુઓમાં; અને સેમિકન્ડક્ટર્સમાં, છિદ્રો ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના વાહક તરીકે પણ કાર્ય કરે છે - ઇલેક્ટ્રોન ચાર્જની તીવ્રતાના સમાન અણુઓમાં અપૂર્ણ વેલેન્સ બોન્ડ, પરંતુ હકારાત્મક ચાર્જ સાથે.

પ્રશ્ન પૂછો કે પદાર્થો શું કામ કરે છે વીજળી, આપણે પ્રથમ સ્થાને વર્તમાનનું કારણ શું છે તે વિશે અનુમાન કરવું પડશે, એટલે કે, ચોક્કસ પદાર્થોમાં ચાર્જ થયેલા કણોની હાજરી વિશે. અમે અહીં પૂર્વગ્રહ પ્રવાહને ધ્યાનમાં લઈશું નહીં, કારણ કે તે વહન પ્રવાહ નથી અને તેથી આ પ્રશ્ન સાથે સીધી રીતે સંબંધિત નથી.

સાચું, તમામ આધુનિક વિદ્યુત ઇજનેરીમાં ધાતુઓ વિદ્યુત પ્રવાહના મુખ્ય વાહક છે. ધાતુઓ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનના નબળા જોડાણ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, એટલે કે, અણુઓના બાહ્ય ઊર્જા સ્તરોના ઇલેક્ટ્રોન, આ અણુઓના મધ્યવર્તી કેન્દ્ર સાથે.

અને ચોક્કસપણે આ બોન્ડ્સની નબળાઈને કારણે, જ્યારે કોઈ કારણસર (એડી ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ અથવા લાગુ વોલ્ટેજ) વાહકમાં સંભવિત તફાવત થાય છે, ત્યારે આ ઇલેક્ટ્રોન હિમપ્રપાતમાં એક અથવા બીજી દિશામાં આગળ વધવાનું શરૂ કરે છે, વહન ઇલેક્ટ્રોન અંદર જાય છે. ક્રિસ્ટલ જાળી, "ઇલેક્ટ્રોનિક ગેસ" ચળવળ તરીકે.

મેટલ કંડક્ટરના લાક્ષણિક પ્રતિનિધિઓ: તાંબુ, એલ્યુમિનિયમ, ટંગસ્ટન.

યાદીમાં વધુ નીચે - સેમિકન્ડક્ટર… સેમિકન્ડક્ટર, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું સંચાલન કરવાની તેમની ક્ષમતામાં, તાંબાના વાયરો અને પ્લેક્સિગ્લાસ જેવા ડાઇલેક્ટ્રિક્સ જેવા વાહક વચ્ચે મધ્યવર્તી સ્થાન ધરાવે છે. અહીં, એક ઈલેક્ટ્રોન એકસાથે બે અણુઓ સાથે બંધાયેલો છે — અણુઓ એકબીજા સાથે સહસંયોજક બંધનમાં છે — તેથી, કોઈપણ વ્યક્તિગત ઈલેક્ટ્રોનને ખસેડવાનું શરૂ કરવા માટે, વર્તમાન બનાવવાનું માનવામાં આવે છે, તેને છોડવાની ક્ષમતાનો અહેસાસ કરવા માટે પ્રથમ ઊર્જા પ્રાપ્ત કરવી જોઈએ. અણુ તમે છો

ઉદાહરણ તરીકે, સેમિકન્ડક્ટરને ગરમ કરી શકાય છે અને કેટલાક ઇલેક્ટ્રોન તેમના પરમાણુ છોડવાનું શરૂ કરશે, એટલે કે, ત્યાં હશે. વર્તમાનના અસ્તિત્વ માટેની સ્થિતિ — ફ્રી કેરિયર્સ — ઈલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો — સ્ફટિક જાળીમાં દેખાશે (જ્યાંથી ઈલેક્ટ્રોન છોડ્યું છે, ત્યાં પહેલા હકારાત્મક ચાર્જ સાથે ખાલી જગ્યા રહે છે — એક છિદ્ર, જે પછી બીજા અણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા કબજે કરવામાં આવે છે). શુદ્ધ સેમિકન્ડક્ટર્સના અગ્રણી પ્રતિનિધિઓ છે: જર્મેનિયમ, સિલિકોન, બોરોન. અમે અહીં સંબંધોને જોઈ રહ્યા નથી.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ તેમનામાં મફત ચાર્જ કેરિયર્સની હાજરીને કારણે વર્તમાનનું સંચાલન કરવામાં પણ સક્ષમ છે. પરંતુ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ બીજા પ્રકારના વાહક છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાં ફ્રી ચાર્જ કેરિયર્સ આયનો છે (ધન આયનોને કેશન કહેવામાં આવે છે, ઋણ આયનોને આયન કહેવામાં આવે છે).

એસિડ્સ, બેઝ, બેઝના તેમના સોલ્યુશન અથવા પીગળવાના ઇલેક્ટ્રોલિટીક વિયોજન (ભાગોમાં - અલગ આયનોમાં પરમાણુઓનું વિભાજન) ની પ્રક્રિયાને કારણે અહીં કેશન્સ અને આયનોની રચના થાય છે. વિયોજન સાથે, આયનો ફરીથી પરમાણુઓ સાથે જોડાય છે - આને ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ગતિશીલ સંતુલન કહેવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટનું ઉદાહરણ પાણીમાં સલ્ફ્યુરિક એસિડનું 40% સોલ્યુશન છે.

છેલ્લે, પ્લાઝમા - એક આયનાઈઝ્ડ ગેસ - પદાર્થના એકત્રીકરણની ચોથી અવસ્થા છે. પ્લાઝમામાં, ઈલેક્ટ્રિક ચાર્જ ઈલેક્ટ્રોન દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે, તેમજ જ્યારે ગેસ ગરમ થાય છે અથવા જ્યારે તે એક્સ-રે, અલ્ટ્રાવાયોલેટના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે કેશન્સ અને આયનોની રચના થાય છે. , અથવા અન્ય રેડિયેશન (અથવા હીટિંગ અને રેડિયેશનની ક્રિયા હેઠળ). પ્લાઝ્મા અર્ધ-તટસ્થ છે, એટલે કે તેની અંદર નાના જથ્થામાં કુલ ચાર્જ દરેક જગ્યાએ શૂન્ય સમાન છે. પરંતુ ગેસ કણોની ગતિશીલતાને લીધે, પ્લાઝ્મા હજુ પણ વીજળીનું સંચાલન કરવામાં સક્ષમ છે.

સૈદ્ધાંતિક રીતે, પ્લાઝ્મા બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્રને સુરક્ષિત કરે છે, કારણ કે આ ક્ષેત્ર દ્વારા તેમાં ચાર્જ અલગ કરવામાં આવે છે, પરંતુ ચાર્જ કેરિયર્સની થર્મલ ગતિ હાજર હોવાને કારણે, નાના ભીંગડા પર પ્લાઝ્માની અર્ધ-તટસ્થતાનું ઉલ્લંઘન થાય છે. અને પ્લાઝ્મા વ્યવહારીક રીતે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ચલાવવાની ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરે છે. બ્રહ્માંડની તમામ તારાઓ વચ્ચેની જગ્યા પ્લાઝમાથી ભરેલી છે, અને તારાઓ પોતે પ્લાઝમાથી બનેલા છે.