Što je električna vodljivost
Govoreći o svojstvu ovog ili onog tijela da sprječava prolazak električne struje kroz njega, obično se koristi izraz "električni otpor". U elektronici je prikladno, postoje čak i posebne mikroelektroničke komponente, otpornici s jednim ili drugim nazivnim otporom.
Ali postoji i koncept "električne vodljivosti" ili "električne vodljivosti", koji karakterizira sposobnost tijela da provodi električnu struju.
S obzirom da je otpor obrnuto proporcionalan struji, vodljivost je izravno proporcionalna struji, odnosno vodljivost je recipročna vrijednost električnog otpora.
Otpor se mjeri u omima, a vodljivost u siemenima. No zapravo uvijek govorimo o istom svojstvu materijala — njegovoj sposobnosti provođenja električne energije.
Elektronska vodljivost sugerira da su nositelji naboja koji tvore struju u tvari elektroni. Prije svega, metali imaju elektronsku vodljivost, iako su gotovo svi materijali više ili manje sposobni za to.
Što je viša temperatura materijala, to je manja njegova elektronska vodljivost, jer kako temperatura raste, toplinsko gibanje sve više ometa pravilno gibanje elektrona i stoga sprječava usmjerenu struju.
Što je žica kraća, veća joj je površina presjeka, veća je koncentracija slobodnih elektrona u njoj (manji specifični otpor), veća je elektronska vodljivost.
Praktično u elektrotehnici je najvažnije prenijeti električnu energiju uz minimalne gubitke. Zbog tog razloga metali u tome igra izuzetno važnu ulogu. Pogotovo one od njih koje imaju najveću električnu vodljivost, odnosno najmanju specifični električni otpor: srebro, bakar, zlato, aluminij. Koncentracija slobodnih elektrona u metalima je veća nego u dielektricima i poluvodičima.
Ekonomski je najisplativije koristiti aluminij i bakar kao vodiče električne energije od metala, budući da je bakar mnogo jeftiniji od srebra, ali je u isto vrijeme električni otpor bakra tek nešto veći od srebra, odnosno vodljivost bakra je vrlo malo manje od srebra. Ostali metali nisu toliko važni za industrijsku proizvodnju žica.
Plinoviti i tekući mediji koji sadrže slobodne ione imaju ionsku vodljivost. Ioni su, kao i elektroni, nositelji naboja i mogu se kretati pod utjecajem električnog polja po volumenu medija. Takvo okruženje može biti elektrolit… Što je viša temperatura elektrolita, veća je njegova ionska vodljivost, jer s povećanjem toplinskog gibanja energija iona raste, a viskoznost medija opada.
U odsutnosti elektrona u kristalnoj rešetki materijala može doći do vodljivosti šupljina. Elektroni nose naboj, ali se ponašaju kao praznine kada se rupe pomiču - praznine u kristalnoj rešetki materijala. Slobodni elektroni se ovdje ne kreću kao oblak plina u metalima.
Provođenje šupljina javlja se u poluvodičima jednako kao i provođenje elektrona. Poluvodiči u različitim kombinacijama omogućuju kontrolu količine vodljivosti koja se pokazuje u različitim mikroelektroničkim uređajima: diodama, tranzistorima, tiristorima itd.
Prije svega, metali se već u 19. stoljeću počinju koristiti kao vodiči u elektrotehnici, zajedno s dielektricima, izolatorima (s najmanjom električnom vodljivošću), poput liskuna, gume, porculana.
U elektronici su poluvodiči postali široko rasprostranjeni, zauzimajući časno srednje mjesto između vodiča i dielektrika.Većina modernih poluvodiča temelji se na siliciju, germaniju, ugljiku. Druge tvari se koriste mnogo rjeđe.