Kondakta ya umeme ni nini? Ni vitu gani vinavyoitwa conductors? Ni nini conductivity ya umeme ya kondakta

Jambo muhimu kukumbuka wakati wa kufanya kazi na resistors, hasa katika nyaya za nguvu. Watafiti katika Chuo Kikuu cha Cambridge wamegundua kuwa nyenzo hiyo, ambayo tayari inajulikana kwa sifa zake za kipekee za umeme, inaonekana kufanya kazi kama kondakta na kizio kwa wakati mmoja. Ugunduzi huu unaweza kuwakilisha ugunduzi wa aina mpya kabisa ya nyenzo, ikitia changamoto uelewa wetu wa sasa wa jinsi metali hufanya kazi.

Kijadi, vihami, kondakta na halvledare inaweza kugawanywa kwa ukubwa wa kinachojulikana bandgap yao, ambayo hupima kiasi cha nishati zinazotumiwa na elektroni nyenzo kabla ya kuwa na uhuru wa kupita. imara na kusambaza umeme. kipimo data karibu na 0 eV, halvledare huanzia 1 hadi 9 eV, na chochote hapo juu kwa ujumla huchukuliwa kuwa kihami.

Hivi majuzi, kinachojulikana kama insulators ya topolojia imegunduliwa, ambayo inaweza kufanya kama makondakta na vihami kulingana na mpangilio wa elektroni ndani ya makutano. Hasa zaidi, sehemu ya ndani au wingi wa nyenzo hufanya kama insulator, lakini uso wake ni conductive.

Walakini, timu ya watafiti iliyoongozwa na Profesa Suchitra Sebastian iligundua jambo la kipekee na la kufafanua. Inatokea kwamba katika nyenzo za hexaboride ya samarium kiasi yenyewe inaweza kuwa conductor na insulator. Samarium shellaboride ni kizio cha Kondo, ikimaanisha kuwa ina bendi nyembamba ya pengo na kwa hivyo ni kondakta mzuri wakati. joto la chumba. Walakini, kwa joto la chini chini ya 50 K, mwingiliano changamano na wa kipekee kati ya elektroni zake huifanya ifanye kama kizio.

Conductivity ya umeme ni nini?

Licha ya mali zao za pekee, nyenzo hizi, ambazo zinategemea mstari kati ya insulators na conductors, zinaeleweka vizuri na wanasayansi wa vifaa. Jambo la kushangaza juu ya hexaboride ya samarium ni kwamba inaongeza ugumu zaidi kwenye mchanganyiko. Kipimo upinzani wa umeme uunganisho unaonyesha kuwa nyenzo hufanya kama insulator; hata hivyo, uchanganuzi zaidi wa nyenzo za uso wa Fermi unapingana na hii, ikionyesha kuwa nyenzo hiyo inatenda kama chuma nzuri.

Bado kwa joto linalokaribia sifuri kabisa, oscillations ya quantum ya nyenzo huendelea kuongezeka zaidi kadri halijoto inavyopungua, kinyume na uchanganuzi wa Fermi na sheria zinazosimamia metali za kawaida. Wanasayansi bado hawajui ni nini kinachoweza kusababisha tabia hii isiyo ya kawaida na wamekisia kuwa inaweza kuwa ya kwanza katika aina mpya ya nyenzo ambayo si kondakta au kizio. Dhana moja ni kwamba kwa kuwa nyenzo inakaa moja kwa moja kwenye ukingo kati ya kondakta na kizio, inaweza tu kuzunguka na kurudi kati ya tabia hizi mbili zinazopingana kwa kiasi kikubwa.

"Ugunduzi wa tabia ya kizio cha chuma-mbili katika nyenzo moja una uwezo wa kupindua miongo kadhaa ya hekima ya kawaida kuhusu mgawanyiko wa kimsingi kati ya metali na vihami," anasema Sebastian. Mchele. 2. Mfano rahisi mtiririko wa elektroni.

Pata maelezo zaidi kuhusu misingi ya kielektroniki. Ufafanuzi wa Kielektroniki: Elektroniki ni tawi la sayansi ambalo hushughulikia mtiririko na udhibiti wa elektroni na uchunguzi wa tabia na athari zao katika vacuums, gesi na semiconductors, na vifaa vinavyotumia elektroni kama hizo.

Mzunguko wa elektroniki ni nini? Saketi ni muundo unaoelekeza na kudhibiti mikondo ya umeme, labda kufanya kazi fulani muhimu. Jina lenyewe "mzunguko" linamaanisha kuwa muundo umefungwa, kitu kama kitanzi. Ya sasa: Chaji ni ya rununu na inaweza kutiririka kwa uhuru katika nyenzo fulani zinazoitwa kondakta. Vyuma na vipengele vingine kadhaa na misombo ni waendeshaji. Nyenzo ambazo haziwezi kuvuja huitwa insulators. Kwa mfano, hewa, kioo, plastiki nyingi na mpira ni vihami.

Na kisha kuna vifaa vingine vinavyoitwa semiconductors, ambavyo wakati mwingine vimeonekana kuwa vyema vyema, lakini hata kidogo zaidi. Nyenzo mbili kama hizo ni silicon na germanium. Mtiririko wa malipo huitwa sasa ya umeme. Sasa inapimwa kwa amperes kwa mzunguko mfupi.

Alama za waya. Wapo wengi maoni tofauti kwa alama za msingi za wiring na ndizo zinazojulikana zaidi. Wengi wao wanaweza kuendelezwa kutoka kwa msimamo wao mchoro wa mpangilio. Voltage: Voltage ni aina ya "shinikizo" ambalo huendesha chaji za umeme kupitia saketi. Miili iliyo na malipo ya kinyume huvutia, huimarisha kila mmoja, kuwakandamiza. Ukubwa wa nguvu ni sawia na bidhaa ya malipo na kila molekuli.

Mashtaka ni nini? Chaji inaweza kufafanuliwa kama kiasi cha umeme usio na usawa katika mwili na kufasiriwa kama ziada au upungufu wa elektroni. Malipo hutokea kwa aina mbili: chanya na hasi. Betri: Malipo yanaweza kugawanywa kwa njia kadhaa ili kuunda voltage. Betri hutumia mmenyuko wa kemikali ili kuzalisha nishati na kutenganisha malipo yaliyo saini kinyume kwenye vituo vyake viwili. Chaji inapotolewa na saketi ya nje, ikifanya kazi na hatimaye kurudi kwenye terminal iliyo kinyume, kemikali zaidi kwenye betri hutenda kurejesha chaji na tofauti ya voltage.

Mfano wa mfumo wa kujitegemea ni

Aina maalum inayotumika mmenyuko wa kemikali huamua voltage ya betri, lakini kwa betri nyingi za biashara voltage ni karibu 5V kwa sehemu ya kemikali au seli. Resistors: resistor ni kifaa cha umeme, ambayo inapinga mtiririko wa sasa wa umeme. Ni kifaa tulivu kinachotumiwa kudhibiti au kupunguza mtiririko wa sasa wa umeme katika mzunguko wa umeme kwa kutoa upinzani, na hivyo kuunda kushuka kwa voltage kwenye kifaa. Thamani ya kupinga inapimwa katika ohms na inawakilishwa na herufi ya Kigiriki omega.

Kinga kwa kawaida huwa na mwili wa hudhurungi wa silinda na waya kila mwisho na mistari ya rangi inayoonyesha thamani ya kipingamizi. Nguvu: Nguvu ni nishati ya umeme, zinazozalishwa kwa kila kitengo cha wakati. Capacitors. Akizungumza kwa maneno rahisi, tunaweza kusema kwamba capacitor ni kifaa kinachotumiwa kuhifadhi na kutolewa nishati ya umeme, kwa kawaida kupitia hatua za kemikali. Pia inajulikana kama seli ya kumbukumbu, seli ya pili, capacitor au kikusanyaji.

Inductors: Inductor ni kifaa cha umeme ambacho huanzisha inductance katika mzunguko. Inductor ni sehemu ya umeme ya passiv iliyoundwa ili kutoa inductance katika mzunguko. Kimsingi ni coil ya waya iliyofunikwa kwenye msingi wa chuma. Fomu rahisi zaidi Inductor ina coil ya waya. Inductance, inayopimwa kwa Henrys, inalingana na idadi ya zamu za waya, kipenyo cha kitanzi cha waya, na nyenzo au jeraha la msingi kwa waya.

Silicon: Silicon, nambari ya atomiki 14 kwenye jedwali la upimaji, ni nyenzo ya semiconductor inayotumiwa kuunda saketi zilizounganishwa. Silicon ni moja ya vipengele vya kawaida. Silicon pia ni nyenzo ya semiconductor ambayo karibu transistors zote za kisasa zinafanywa.

Diode: Diode ni kifaa cha elektroniki kinachoruhusu mtiririko wa sasa katika mwelekeo mmoja tu. Vifupisho vya Jina la Kijenzi cha Kielektroniki: Hapa kuna orodha ya vifupisho vya jina la sehemu ya kielektroniki ambayo hutumiwa sana katika tasnia ya vifaa vya elektroniki. Imetengenezwa nyumbani aina za umeme na sheria za wiring.

Vifaa vya kupachika uso au vipengee vya elektroniki vya kupachika uso. Ulimwengu wa kisasa hatuwezi kufikiria kuishi bila umeme kwa sababu kila nyanja ya maisha yetu inaathiriwa na umeme. Kwa mfano, bila umeme kusingekuwa na televisheni, redio, kompyuta, michezo ya video, taa za umeme, friji, viyoyozi, na mambo mengine mengi. Katika sura hii tutajadili umeme na athari zake za joto na kemikali.

Dutu hizo ambazo umeme wa sasa unaweza kupita huitwa conductors. Makondakta wana upinzani mdogo sana wa umeme. Kwa mfano, fedha, shaba na alumini ni waendeshaji wa umeme. Kati ya metali hizi, chuma cha fedha ni kondakta bora wa umeme. Ikumbukwe kwamba umeme unaweza kutiririka kupitia waendeshaji kwa sababu ya uwepo wa elektroni za bure ndani yao.

Je, mwelekeo wa wakati wa dipole ni nini?

Dutu hizo ambazo sasa umeme hauwezi kupita huitwa insulators. Vihami vina upinzani wa juu sana wa umeme. Kwa mfano, mbao, mpira, kioo, karatasi, plastiki na nta ni vihami vya umeme. Vihami haiwezi kuendesha umeme kwa sababu hawana elektroni bure.

Dielectric constant ni nini?

Kammerling Onnes aligundua kwamba dutu fulani hupoteza upinzani wake kwa joto la chini sana. Jambo hili la dutu kupoteza upinzani wa umeme wakati limepozwa kwa joto la chini sana linaitwa superconductivity, na vitu vinavyoonyesha mali hii huitwa.

Ni nini huamua awamu ya awali ya oscillation?

Sana joto la chini, chini ambayo dutu inakuwa superconductor inajulikana kama joto muhimu au halijoto ya mpito. Chini ya joto muhimu, upinzani wa superconductors huwa sifuri na kwa hiyo sasa hupita kwa urahisi. Thamani ya joto muhimu ni tofauti kwa metali tofauti.

"Tunafuata mambo"

Angalia uelewa wako na majibu ya maswali haya. Taja kondakta bora wa umeme. Superconductors ni nini? Ni joto gani muhimu?

• Toa mifano 2.
• resistors ni nini?
• Vihami vya umeme ni nini?