İletken olmayan

Sigara iletkenler olan maddeler olan elektrik iletkenliği olan 10'dan daha az -8  S • cm -1 ya da belirli bir direnci fazla 10 8 , nispeten düşük olan ve bu nedenle daha çok alakasız ve aşağıda Q-cm, yarı iletkenler . Terim, fizikte gazlar ve vakum gibi herhangi bir malzeme için kullanılırken , teknolojide genellikle sadece katı anlamına gelir .

Kısmen eşanlamlı diğer terimler, yalıtkan, yalıtım malzemesi ve dielektriktir . Burada açıklanan malzeme özelliğine ek olarak, yalıtkan terimi aynı zamanda elektrik bileşenlerini bağlamak için kullanılan iletken olmayan bileşen anlamına gelir, bkz. Yalıtkan . Kablolar gibi elektrik iletkenlerini izole etmek için iletken olmayanlar kullanılıyorsa , bunlara yalıtım malzemeleri denir. Yalıtım malzemeleri, elektriksel veya elektronik bileşenlerin (ör. Kapasitörler veya koaksiyel kablolar ) elektriksel özelliklerini belirlerse , bunlara dielektrik denir.

Alt bölüm

İdeal iletken olmayanlar elektrik iletmezler, sonsuz yüksek dirence sahiptirler ve serbest hareketli yük taşıyıcıları yoktur, bu da iletkenliklerinin sıfır olduğu anlamına gelir. Bununla birlikte, ideal bir dielektrik yoktur ( doğada mükemmel vakum da olmadığından, ideal dielektriğin özellikleri sadece birkaç deneyde tahmin edilebilir. Ayrıca bkz. Yalıtım malzemesi: süper yalıtkan etkisi ). Ancak gerçek iletken olmayanlar, sıcaklığa bağlı olarak her zaman zayıf bir iletkenliğe ve dolayısıyla sonlu bir özgül dirence sahiptir. Yine de genellikle ideal dielektrikler gibi muamele edilebilirler ve iletkenlikleri ihmal edilebilir.

Fiziksel özellikler

İletken olmayanlar , elektronlar gibi yük taşıyıcılarının çoğunluğu atomlara sıkıca bağlı olan veya iyonları kristal kafese sıkı bir şekilde yerleştirilmiş ve bu nedenle önemli bir hareketliliğe sahip olmayan maddelerdir . Bu, çoğu metal olmayan yanı sıra hidrokarbonları ve diğer birçok organik bileşiği içerir . İletken olmayan malzemelerin çeşitliliği nedeniyle, elektriksel iletkenlik dışındaki fiziksel özelliklerin genel bir açıklaması mümkün değildir.

İletken olmayanların (orta) ve yarı iletkenlerin (sağda) bant yapıları

Açıklandığı gibi, iletkenliği 10 −8 ila 10 −26  S · cm −1'den fazla olan malzemeler iletken olmayanlar grubuna aittir. Bu değer, serbest elektrik yükü taşıyıcılarının (elektronlar ve / veya iyonlar) çok düşük yoğunluğundan kaynaklanmaktadır. Elmas gibi iletken olmayan bir katı örneğini kullanarak, bu en iyi enerji bandı modeli kullanılarak temsil edilebilir . İletken olmayanlar durumunda, değerlik bandı tamamen doludur. " Yasak bölge " ( değerlik ve iletim bandı arasındaki enerji boşluğu ) çok büyük olduğundan ( E G > 3 eV), elektronlar basit termal uyarma ile (oda sıcaklığında veya normal koşullar altında) iletim bandına neredeyse hiç değişemezler. Bu nedenle düşük iletkenlikleri esas olarak iyonlardan kaynaklanmaktadır. Elektronların ortalama enerjisinin teorik olarak iletim bandına geçmek için yeterli olacağı çok yüksek sıcaklıklarda bile, bu nispeten nadiren böyledir. İyonlaşma süreçlerinin önceden meydana gelmesi, kirlenmenin kayıp etkilerine yol açması veya malzemenin termal yük tarafından tahrip olması daha olasıdır. Bu bakımdan iletken olmayanlar yarı iletkenlerden farklıdır . Yarı iletkenler de "yasaklanmış bölgeye" sahiptir, ancak bu yeterince küçüktür ki, düşük sıcaklıklarda bile birçok elektron değerlik bandından iletim bandına uyarılabilir ve bu nedenle yarı iletkene zarar vermeden yük aktarımı için kullanılabilir. İletken olmayanlar ve yarı iletkenler arasındaki sınır alanı, yaklaşık üç elektron voltluk bir enerji aralığında yer alır .

Yalnızca çok az sayıda parçacık serbestçe hareket edebilir ve sözde kaçak akımlar oluşturabilir.

Serbestçe hareket edebilen yük taşıyıcılarının sayısı, hem artan sıcaklıkla ((güçlü) ısıtma) hem de artan voltajla (alan kuvveti) artar.

Bu nedenle, tüm "iletken olmayan" olarak etiketlenmiş maddeler veya malzemeler yeterli enerji ile gösterilmesine rağmen, örneğin (çok) yüksek sıcaklıkta veya yeterince yüksek bir voltajda uygulanarak kılavuzlu (daha yüksek veya yüksek) elektrik akımları getirilir, bu sayede bunlar elektrik iletkenlerine dönüşür , ancak özellikle katı maddeler çoğu zaman geri döndürülemez bir şekilde tahrip olduğundan, genellikle yalnızca kısa bir süre için. Bakınız: İzolatör: Aşırı Yük Hasarı .

Böylelikle, çok yüksek bir voltajın uygulanmasının yanı sıra, elmas kırmızı sıcak olduğunda , cam gibi bir iletken haline gelir ve daha sonra erir.

Örnekler

Elmas - iletken olmayan

Bir çok madde, sigara iletkenler, en iyi bilinen temsilcileri, bir saf karbon olarak elmas modifikasyonu . Bununla birlikte, çok sayıda karbon bileşiği, örneğin kehribar veya çeşitli plastikler gibi iletken olmayan maddeler olarak da sayılır . İkincisi, diğer şeylerin yanı sıra, kabloların yalıtımı veya muhafazalar için kullanılır. Diğer iletken olmayanlar seramik malzemeler , cam ve hatta silikonlardır .

Argon , oksijen veya normal kuru hava gibi iyonize olmayan kuru gazlar da iletken değildir. Genel olarak, iletken hale gelmeleri için kendi başlarına önemli ölçüde elektrik iletmeyen birçok doğal maddeden veya madde karışımından (örneğin ahşap ) su varlığı sorumludur . Damıtılmış veya deiyonize su bir yalıtkan olarak kabul edilir, ancak bazı su molekülleri her zaman ayrıştığı için, elektrik akımını ileten ve suyu zayıf bir yalıtkan yapan iyonlar mevcuttur. Normal musluk suyu veya göllerdeki su ile çözünmüş tuzlar (metal ve metal olmayan iyonlar) vb. Eklenir. Bunlar iletkenliği çok artırır ve suyu iletken yapar .

Katı haldeki tuzlar - iyonik yapılarına rağmen - çoğunlukla iletken değildir. İyonlar arasındaki bağlanma kuvvetleri, yeterli iyonun serbestçe hareket etmesi için çok büyüktür. Tuzlar eritilirse, bu değişir İyonlar artık komşu iyonlarına çok sıkı bağlanmaz ve bu nedenle erimiş tuzlar, elektrik akımını iyonik iletim yoluyla taşıyabilir.

İnternet linkleri

Vikisözlük: İletken olmayan  - anlamların açıklamaları , kelime kökenleri, eş anlamlılar, çeviriler

Bireysel kanıt

  1. ↑ Leonhard Stiny: Aktif elektronik bileşenler: ayrık ve entegre yarı iletken bileşenlerin tasarımı, yapısı, çalışma modu, özellikleri ve pratik kullanımı . Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-658-14387-9 , s. 7 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [26 Kasım 2016’da erişildi]).
  2. ↑ Steffen Paul, Reinhold Paul: Elektrik mühendisliği ve elektroniğin temelleri 1: DC ağları ve uygulamaları . Springer-Verlag, 2014, ISBN 978-3-642-53948-0 , s. 10 ( Google Kitap Arama'da sınırlı önizleme [26 Kasım 2016'da erişildi]).
  3. ↑ Volkmar Seidel: Elektrik mühendisliğini başlatmak . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-322-80016-9 , s. 13 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [8 Eylül 2016’da erişildi]).
  4. ^ Araştırma, Şubat 2007, CERN. In: RTD bilgisi - özel baskı EIROforum. Erişim tarihi: Eylül 25, 2016 .
  5. ↑ Ani direnç. In: Wissenschaft.de, 7 Nisan 2008. Erişim tarihi: 14 Eylül 2019 .
  6. ^ Rolf Fischer, Hermann Linse: Makine mühendisleri için elektrik mühendisliği: elektronik, elektrik ölçüm teknolojisi, elektrikli sürücüler ve kontrol teknolojisi ile . Springer-Verlag, 2009, ISBN 978-3-8348-0799-1 , s. 2 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [18 Kasım 2016’da erişildi]).
  7. ↑ Max Born: Einstein'ın görelilik teorisi ve fiziksel temelleri . Talep Üzerine Kitaplar , 2013, ISBN 978-3-95580-142-7 , s. 125 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [16 Eylül 2016’da erişildi]).
  8. ^ Johann Reth, Hellmut Kruschwitz, Dieter Müllenborn, Klemens Herrmann: Elektrik mühendisliğinin temelleri . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-322-85081-2 , s. 4 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [8 Eylül 2016’da erişildi]).
  9. ↑ Burchard Kohaupt: Teknisyenler ve mühendisler için pratik bilgi Kimyası . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-663-07703-9 , s. 169 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [26 Kasım 2016’da erişildi]).
  10. ^ Wilhelm Heinrich Westphal: Küçük fizik ders kitabı: Yüksek matematik uygulaması olmadan . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-28562-6 , s. 111 ( Google Kitap Arama'da sınırlı önizleme [1 Ağustos 2016'da erişildi]).
  11. ^ Alfred X. Trautwein, Uwe Kreibig, Jürgen Hüttermann: Hekimler, biyologlar, eczacılar için fizik . Walter de Gruyter, 2014, ISBN 978-3-11-031682-7 , s. 165 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [18 Kasım 2016’da erişildi]).
  12. ^ Günther Oberdorfer: Elektrik mühendisliğinin kısa ders kitabı . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-7091-5062-7 , s. 75 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [20 Temmuz 2016’da erişildi]).
  13. ↑ Lutz Zülicke: Moleküler Teorik Kimya: Giriş . Springer-Verlag, 2015, ISBN 978-3-658-00489-7 , s. 482 ( Google Kitap Arama'da sınırlı önizleme [16 Eylül 2016 erişildi]).
  14. ^ Peter W. Atkins, Julio De Paula: Fiziksel kimya . John Wiley & Sons, 2013, ISBN 978-3-527-33247-2 , s. 764 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [16 Aralık 2016’da erişildi]).
  15. ^ Karl Küpfmüller, Wolfgang Mathis, Albrecht Reibiger: Teorik elektrik mühendisliği: Giriş . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-37940-6 , s. 263 ( Google Kitap Arama'da sınırlı önizleme [5 Şubat 2017'de erişildi]).
  16. ↑ William Oburger: Elektrik mühendisliğinde yalıtım malzemeleri . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-26196-5 , s. 10 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [20 Temmuz 2016’da erişildi]).
  17. ↑ Milan Vidmar: Elektrik mühendisliğinin bilimsel temelleri üzerine dersler . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-52626-8 , s. 76 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [13 Haziran 2016’da erişildi]).
  18. ↑ Helmut Simon, Rudolf Suhrmann: Fotoelektrik etki ve uygulamaları . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-92737-9 , s. 186 ( Google Kitap Arama'da sınırlı önizleme [29 Ağustos 2016'da erişildi]).
  19. ↑ Hansgeorg Hofmann, Jürgen Spindler: Elektrik mühendisliğinde malzemeler: Temeller - yapı - özellikler - test - uygulama - teknoloji . Carl Hanser Verlag, 2013, ISBN 978-3-446-43748-7 , s. 105 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [16 Eylül 2016’da erişildi]).
  20. ↑ Eugene G. Rochow: Silisyum ve Silikonlar: Taş Devri araçları, antik çanak çömlek, modern seramikler, bilgisayarlar, uzay yolculuğu malzemeleri ve nasıl ortaya çıktığı hakkında . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-09896-7 , s. 38 ( Google Kitap Arama'da sınırlı önizleme [erişim tarihi 29 Ağustos 2016]).
  21. ↑ Klaus Lüders: Göreli Fizik - elektrikten optiğe . Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2015, ISBN 978-3-11-038483-3 , s. 170 ( Google Kitap Arama’da sınırlı önizleme [16 Aralık 2016’da erişildi]).