電流を学ぶ上で、導体について知ることは不可欠です。物質はさまざまな形で存在します。優れた指揮者がいる場合もあれば、そうでない場合もあります。しかし、要素が優れた導体である理由を理解することは重要です。特定の材料は、さまざまな方向への電荷または電子の流れを促進します。この機能は、基本的に材料を導電体にするものです。
電気を通す能力によって、物質は導体、超伝導体、絶縁体に分けられます。導体の知識は、電化製品の構築などに役立ちます。
導体とは?
導体は、電気を自由に流すことができる基本的な素材です。それ以外にも、熱は導体を介して非常に簡単に流れます。良導体は、それを通過する電流仲介ワイヤの抵抗のない経路を可能にします。
導体の概要を説明すると、基本的には表面に自由電子を持っており、この電子によって電流がスムーズに流れます。導電体は、材料の原子間の電子の自由な流れを促進します。金属は優れた導体と見なされます。導電体は、金属、金属合金、特定の非金属 (グラファイト、導電性ポリマー)、および電解質で作成できます。金属は導電率が高く、抵抗が低いため、非常に一般的に使用される導電体です。
電流は導電体をどのように流れるのですか?
導電体中の原子は、伝導帯とその価電子帯との間にエネルギーギャップを持たず、価電子帯の外表面の電子は原子にゆるく結合したままです。電子が熱効果の起電力のために励起状態に達すると、価電子帯から伝導帯にシフトします。
伝導帯は、電子が解放されて導体表面を自由に移動できる場所です。伝導帯は、基本的に電子の量が豊富な場所です。
簡単に言えば、金属結合が導体に見られ、これらは正の金属イオンの構造上に構築されていると言えます。電子雲はこれらの構造を外側から取り囲んでいます。
導体内の 2 点に電位差が生じると、電子は伝導ゾーン内の低い電位レベルから高い電位レベルに移動するのに十分なエネルギーを獲得し、導体材料によって生じる小さな抵抗を克服します。ここの電子は、電流の流れに逆らって流れます。
電気伝導体の特性。
導電体の主な特性のいくつかは次のとおりです:
- 電子またはイオンの自由な移動は、導体内で発生する可能性があります。
- 導体内に存在する電界は、電子が導体をスムーズに流れるようにするために、ゼロにする必要があります。
- 導体に存在する電荷密度は常にゼロです。つまり、導体内の正電荷と負電荷は常に互いに打ち消し合います。
- 導体の内部には電荷が存在しないため、導体の表面には自由電荷のみが見られます。
- 導体に作用する電界は、同じ導体の表面に対して常に垂直です。
導体にはどのような種類がありますか?
固体導体:金属導体 – 銅、アルミニウム、金、銀など。
非金属導体:グラファイトなど
合金導体:ブロンズ、真鍮など
液体導体:金属導体 - 水銀。
非金属導体:酸性溶液、食塩水など
オーム導体:これらは、オームの法則 (V ∝ I) に従う導体です。例:銀、銅、アルミニウムなど
非オーミック導体:これらの導体はオームの法則には決して従わず、プロットされた V 対 I グラフも直線になることはありません。例:サーミスタ、電球フィラメントなど
金属導体:私たちが目にする導体の大部分は金属でできています。例えば、電化製品に使われている電線は、ほとんどが銅や合金でできています。私たちが使用する電気プラグは金属でできており、内部の導電体にも金属が含まれています。これは、金属内に無数の自由電子が存在し、電流を流しやすくするためです。
自由電子の数が多いほど、優れた導体になります。すべての金属の中で、銀が最良の導体であるにもかかわらず、銅とアルミニウムが最も広く使用されている導体です。これは、銀が高価であり、単純な電化製品に使用すると価格が高くなるためです。そのため、銅とアルミニウムが使用されています。
イオン伝導体：溶液形態の伝導体はすべてイオン伝導体と呼ばれます。これらは液体導体に分類されます。塩水は電気の優れたイオン伝導体です。
マグネシウム、二ホウ化物、銅酸塩などは、最高の超伝導体の一部です。
結論。
導体に関連するさまざまな側面と、電気の流れにおける導体の重要性について詳しく説明しました。導体は、電化製品を作ったり、実験を行ったりする際に重要な役割を果たします。鉄、電気プラグ、オーブンなど、日常生活で使用するあらゆる小さなものに組み込まれています.
導体の重要性の有用性について明確な概念を持つことは、物理学についてもより深い知識を身に付けるために不可欠です。
