1。導電率と抵抗 :材料は、電気特性に基づいて導体、半導体、または絶縁体に分類できます。導体は抵抗率が低いため、電流が容易に流れることを意味しますが、半導体は中間抵抗率を持ち、絶縁体は抵抗率が高く、電気の導体が不十分です。
2。導体 :最も一般的な導体は、銅、アルミニウム、金、銀などの金属です。これらの材料には、原子にゆるく結合された価電子電子の数が少ないです。電界が適用されると、これらの原子価電子は自由に移動し、電流を最小限の抵抗で運ぶことができます。
3。半導体 :半導体は、導体と絶縁体の間に電気的特性を持つ材料です。最もよく知られている半導体はシリコンで、電子デバイスで広く使用されています。半導体には、価数帯域と伝導帯の間にバンドギャップがあり、不純物をドーピングしてN型半導体(遊離電子の増加)またはP型半導体(穴の増加)を作成することで制御できます。
4。絶縁体 :絶縁体は、抵抗率が高く、導電率が低い材料です。彼らは大きなバンドギャップを持っているため、原子価電子が電流を動かして運ぶことが困難です。一般的な絶縁体には、ゴム、プラスチック、ガラス、セラミックが含まれます。
5。温度依存性 :材料の抵抗は温度にも依存します。一般に、ほとんどの金属の抵抗は温度の上昇とともに増加しますが、半導体の抵抗は減少します。この温度依存は、電子回路を設計する際に重要な考慮事項です。
6。合金と複合材料 :合金は2つ以上の金属の混合物であり、それらの特性は個々の金属の特性とは異なる場合があります。合金は、組成に応じて特定の抵抗値を持つように設計できます。複合材料は、セラミック粒子で補強された金属マトリックスなど、複数のコンポーネントで構成される材料です。これらの複合材料には、電気的特性を調整できます。
材料の種類が抵抗にどのように影響するかを理解することは、電気電流の流れを含む電気回路、電子部品、およびさまざまなアプリケーションの設計と最適化に不可欠です。