البحث عن التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة هو باختصار جسم قادر على تمرير التيار الكهربائي وكذلك الحرارة، على عكس العازل الكهربائي الذي يحيط به في الغالب، والجدير بالذكر أن الموصلات الكهربائية النحاسية محاطة بعازل بلاستيكي أبيض وأما بالنسبة لأفضل الموصلات الكهربائية فهي من الفضة والنحاس والذهب ولكنها باهظة الثمن بعض الشيء ولهذا السبب نادرًا ما يتم استخدامها ولكن الذهب يستخدم في طبقة رقيقة جدًا في أجهزة الكمبيوتر لحماية الأسلاك النحاسية من التآكل.
تعرف علي
مقدمة في دراسة التوصيل الكهربائي للمواد الصلبة
مقدمة في دراسة التوصيل الكهربائي للمواد الصلبة
في بداية البحث عن الموصلية الكهربائية في المواد الصلبة، يجب أولاً معرفة أن الموصلية الكهربائية للمواد هي قدرة المادة على توصيل الكهرباء والحرارة والطاقة الصوتية في بعض الحالات، والتوصيل في المواد الصلبة يعتمد كليًا على عدد الإلكترونات العازلة مع المواد شبه الموصلة في عدد الإلكترونات للذرة والفجوة بين نطاقي التكافؤ والتوصيل وحتى المواد العازلة، لكنهما يختلفان تمامًا في حجم الفجوة بينهما.
بحث في التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة .. الموصلات الكهربائية
بحث عن التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة
في البحث عن الموصلية الكهربائية في المواد الصلبة، تجدر الإشارة إلى أن الموصلات الكهربائية، باختصار، هي مواد تسمح بمرور التيارات الكهربائية والحرارية بداخلها بسرعة كبيرة وسهولة من خلال تدفق تيار الإلكترونات من ذرة إلى أخرى. . ومن أبرز الأمثلة على الموصلات الكهربائية النحاس والفضة. والذهب، وجميعهم من المواد الممتازة في توصيل الكهرباء والحرارة، ولكن كما ذكرنا سابقًا، فإن سعرها غالي جدًا ومبالغ فيه، ولهذا السبب فإن استخدامها نادر جدًا.
بحث في التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة .. عوازل كهربائية
أما المواد العازلة فهي مواد لا تسمح بمرور تيار أو حرارة بداخلها مثل الخشب والزجاج والمطاط والبلاستيك.
بحث في الموصلية الكهربائية في المواد الصلبة .. أشباه الموصلات
أما أشباه الموصلات فهي مواد لا تستطيع توصيل تيار كهربائي إلا بشروط معينة، ولعل أشهر هذه المواد الجرمانيوم والسيليكون.
بحث عن التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة .. الموصلات الفائقة
بحث عن التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة
أما بالنسبة للموصلات الفائقة، فهي حالة خاصة جدًا لبعض المواد التي عندما يتم تبريدها عند درجة حرارة معينة تقترب من الصفر، تزداد كفاءة المادة في توصيل التيار الكهربائي.
وتجدر الإشارة إلى أن هذه المواد لها خاصيتان مهمتان، وهما عدم وجود مقاومة كهربائية، وطرد المجال المغناطيسي، والذي يُعرف أيضًا باسم تأثير مايسنر. وعندما تصل هذه المواد إلى درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق، فإنها تكون قادرة على نقل الكهرباء دون فقد أي قدر من الطاقة.
قد تكون مهتمًا بـ
بحث عن التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة .. المواد المقاومة
تقاوم جميع المعادن الموجودة على الأرض مرور الكهرباء بداخلها، مما يجعلها أقل أو أكثر سخونة حسب معدل مقاومتها. لذلك، من المستحسن فك الكابل عند مروره بتيار كبير، وذلك لتفريغ الحرارة المنبعثة من الكابل بشكل أكثر فاعلية، مما يحد من إمكانية زيادة درجة الحرارة وتدوير العزل أو حتى صهره.
ومن أبرز المواد التي تقاوم مرور التيار إلى الكهرباء الجص والخرسانة عند جفافهما، وجسم الإنسان الذي تعتمد موصلية الكهرباء فيه على معايير مختلفة مثل معدل الإجهاد، والماء في الجسم، ورطوبة الجلد، والخشب الجاف. هو عازل طبيعي ممتاز، لكن تجدر الإشارة إلى أن الرطوبة يمكن أن تجعله موصلًا جيدًا للكهرباء.
بحث في التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة .. أسوأ المواد الموصلة للكهرباء
بحث عن التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة
هناك عدد من المواد التي لا توصل الكهرباء مثل المطاط، والزجاج، والبلاستيك، والهواء، والخشب الجاف، والماس، والمياه النقية (مثل الماء إذا اختلط ببعض الأملاح يمكن أن يكون موصلًا جيدًا للكهرباء).
بحث في التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة .. أشهر المعادن الموصلة للكهرباء
بحث عن التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة
ومن أبرز الأمثلة على المواد المعروفة بقدرتها الممتازة على توصيل الكهرباء
1- الفضة الفضة هي أفضل موصل كهربائي على الإطلاق، حيث تحتوي على عدد هائل من الإلكترونات الحرة، وعندما يمر التيار الكهربائي عبر المعدن، فإنها تحرك الإلكترونات بداخلها لتتمكن من تمرير التيار، ولهذا، كلما زادت الإلكترونات الحرة في المعدن، تزداد قدرته على توصيل الكهرباء، حيث أن العلاقة بينهما إيجابية، ولكن بالرغم من ذلك، يجب ملاحظة أن الفضة ليست الأكثر استخدامًا في مجال التوصيل الكهربائي، كما هي باهظة الثمن إلى حد ما، ولهذا السبب، غالبًا ما يتم استخدام مواد أخرى.
2- النحاس النحاس أقل موصلة للكهرباء من الفضة ولكنه أقل تكلفة من الفضة. لذلك، فإن استخدامه أكثر شيوعًا إلى حد ما. عندما تكون هناك حاجة إلى كمية كبيرة من المواد الموصلة للكهرباء، يكون الاختيار في الغالب على النحاس وليس الفضة.
3- الألمنيوم الألمنيوم، مقارنة بوزن وحدته، أكثر قدرة على توصيل الكهرباء من النحاس وتكلفته أقل، لكن استخدام الألمنيوم غالبًا ما يعتمد على عدد من العيوب غير المرغوب فيها. يستخدم الألمنيوم في الغالب في خطوط نقل الجهد العالي حيث يتم تغطيته بطبقة من الفولاذ لحمايته.
4- الذهب موصل ممتاز للكهرباء ولا يتأكسد عند تعرضه للهواء كما هو الحال مع الفولاذ والنحاس. .
5- الصلب في الحقيقة الصلب هو سبيكة حديد وهو من أفضل المواد لتوصيل الكهرباء ولكنه من ناحية أخرى مادة أكالة جدا في الهواء ولهذا يتم استخدامه للإحاطة. الموصلات الأخرى أو الهياكل العملاقة.
تعرف علي
العوامل المؤثرة على توصيل الكهرباء
العوامل المؤثرة على توصيل الكهرباء
هناك عدد من العوامل التي تؤثر على جودة توصيل المادة للكهرباء، مثل
1- درجة الحرارة بما أن تغير درجة حرارة الفضة أو أي مادة أخرى موصلة للكهرباء يغير من مدى توصيل المادة للكهرباء، فإن الزيادة في درجة الحرارة ترفع الذرات الحرارية وتقلل من الموصلية بسبب زيادة المقاومة. باختصار، العلاقة خطية، لكنها تنهار عند درجات حرارة منخفضة. .
2- الشوائب تؤدي إضافة الشوائب إلى الموصل إلى تقليل مدى توصيله للكهرباء. على سبيل المثال، بقايا الجنيه الاسترليني ليست محايدة مثل الفضة النقية، وينطبق الشيء نفسه على الفضة المؤكسدة والفضة النقية.
قد تكون مهتمًا بـ
3- مرحلة التركيب والبلورة إذا كانت هناك أطوار مختلفة للمادة، فهذا يعني أن توصيل المادة للكهرباء بطيء نوعًا ما. تؤثر طريقة معالجة المادة على مدى توصيلها للكهرباء.
4- التردد نظرًا لأن عدد دورات التذبذب التي يكملها التيار المتردد في ثانية واحدة هو تردده بالهرتز وفوق مستوى معين، يمكن أن يتسبب التردد العالي في تدفق التيار الكهربائي حول الموصل وليس خلاله بسبب الغياب. التذبذب وبالتالي غياب التردد.