Take a Gift - Prąd elektryczny

Zadanie nr 2 - Prąd elektryczny

Cytat:

Prąd elektryczny jest zjawiskiem bardzo powszechnym. W naturze przykładami mogą być wyładowania atmosferyczne, wiatr słoneczny, czy czynność komórek nerwowych, którym również towarzyszy przepływ prądu. W technice obwody prądu elektrycznego są masowo wykorzystywane w elektrotechnice i elektronice.
Prąd elektryczny jest w istocie ruchem cząstek obdarzonych ładunkiem, zwanych nośnikami ładunku. Umownie przyjęło się określać kierunek przepływu prądu poprzez opisanie ruchu ładunków dodatnich, niezależnie od tego jaki jest rzeczywisty znak i kierunek ruchu nośników w danym materiale.

W metalach (zarówno stałych, jak i w stanie ciekłym) nośnikami ładunku są elektrony. Elektrony znajdujące się w paśmie przewodnictwa mogą swobodnie się przemieszczać w objętości metalu. Dlatego wszystkie metale są dobrymi przewodnikami, a prąd elektryczny w metalach jest ruchem elektronów przewodnictwa.

W konwencjonalnych półprzewodnikach (takich jak krzem czy german) w temperaturze zera bezwzględnego nie ma elektronów w paśmie przewodnictwa. Przewodzenie prądu wymaga przeniesienia elektronów z pasma walencyjnego do przewodnictwa (poprzez dostarczenie im energii, na przykład termicznej lub w postaci promieniowania).

W elektrolitach, zarówno ciekłych, jak i stałych nośnikami ładunku są ruchliwe jony - ujemne aniony i dodatnie kationy. W niektórych elektrolitach występują ruchliwe jony obu znaków, w innych tylko jednego. Istnieją przewodniki jonowe wykazujące bardzo dobre przewodnictwo elektryczne nawet w stanie stałym (przewodniki superjonowe).

W gazach nośnikami prądu są jony, zarówno dodatnie jak i ujemne. W próżni i rozrzedzonych gazach można wytworzyć wolne elektrony, których ruch jest prądem elektrycznym.

Przewodnictwem mieszanym określa się takie przewodnictwo w którym występuje zarówno z przewodnictwo elektronowe, jak i jonowe. Tego typu przewodnictwo jest istotne na przykład w materiałach, z których wykonywane są elektrody ogniw paliwowych.

W wielu przypadkach wygodny jest opis procesu przewodzenia za pomocą kwazicząstek. Czyni się tak w przypadku półprzewodników, gdzie ruch elektronów w paśmie walencyjnym opisuje się raczej za pomocą ruchu "pustego miejsca po elektronie", czyli dziury. Podobnie ruch elektronów w niektórych materiałach amorficznych i skompensowanych półprzewodnikach opisuje się za pomocą polaronów, czy nośniki ładunku w nadprzewodnikach za pomocą par Coopera.

Ruch naładowanego ciała jako całości jest również prądem elektrycznym.

Podstawowymi parametrami nośników prądu elektrycznego, determinującymi przewodnictwo materiału są ich koncentracja i ruchliwość.

Czy wszystkie metale są dobrymi przewodnikami elektrycznym?
Tak

Anion jest jonem o ładunku:
ujemnym