Τι εξαρτάται από την ηλεκτρική αγωγιμότητα μιας ουσίας;
1. Η φύση του υλικού:
* μέταλλα: Τα μέταλλα έχουν μια "θάλασσα" ελεύθερα ηλεκτρόνια που μπορούν εύκολα να κινηθούν σε όλο το υλικό, καθιστώντας τους εξαιρετικούς αγωγούς.
* Μη μέταλλα: Τα μη μέταλλα γενικά έχουν στενά δεσμευμένα ηλεκτρόνια, καθιστώντας τους κακούς αγωγούς (εκτός από γραφίτη, ο οποίος έχει μια στρωματοποιημένη δομή που επιτρέπει την κίνηση ηλεκτρονίων).
* ημιαγωγοί: Αυτά τα υλικά έχουν αγωγιμότητα μεταξύ μετάλλων και μη μετάλλων. Η αγωγιμότητά τους μπορεί να ελεγχθεί από θερμοκρασία ή ακαθαρσίες.
* Electrolytes: Αυτά είναι διαλύματα ή τετηγμένα υλικά που περιέχουν ιόντα που μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα.
2. Θερμοκρασία:
* μέταλλα: Η αγωγιμότητα των μετάλλων μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι αυξημένες θερμικές δονήσεις εμποδίζουν την ελεύθερη κίνηση των ηλεκτρονίων.
* ημιαγωγοί: Η αγωγιμότητα των ημιαγωγών γενικά αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, περισσότερα ηλεκτρόνια μπορούν να μεταβούν στη ζώνη αγωγιμότητας, καθιστώντας τους καλύτερους αγωγούς.
3. Ακαθαρσίες:
* μέταλλα: Οι ακαθαρσίες μπορούν να μειώσουν την αγωγιμότητα. Αυτές οι ακαθαρσίες λειτουργούν ως εμπόδια στη ροή ηλεκτρονίων.
* ημιαγωγοί: Οι ακαθαρσίες μπορούν να προστεθούν σε ημιαγωγούς (ντόπινγκ) για να αυξήσουν την αγωγιμότητά τους. Αυτή είναι μια βασική ιδέα για τη δημιουργία τρανζίστορ και άλλες συσκευές ημιαγωγών.
4. Κρυσταλλική δομή:
* Η διάταξη των ατόμων σε ένα υλικό μπορεί να επηρεάσει την αγωγιμότητα. Οι πολύ διατεταγμένες κρυσταλλικές δομές έχουν συχνά καλύτερη αγωγιμότητα από τις διαταραγμένες δομές.
5. Πίεση:
* Για ορισμένα υλικά, η αγωγιμότητα μπορεί να επηρεαστεί από την πίεση. Η υψηλή πίεση μπορεί να αλλάξει την απόσταση μεταξύ των ατόμων, επηρεάζοντας την κίνηση των ηλεκτρονίων.
6. Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο:
* Η παρουσία ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου μπορεί να επηρεάσει την αγωγιμότητα, ειδικά σε υλικά με μαγνητικές ιδιότητες.
7. Συχνότητα:
* Σε υψηλές συχνότητες, η αγωγιμότητα ορισμένων υλικών μπορεί να αλλάξει λόγω της αλληλεπίδρασης των ηλεκτρονίων με το ταλαντευόμενο ηλεκτρικό πεδίο.
Συνοπτικά:
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι μια σύνθετη ιδιότητα που επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες που σχετίζονται με την ατομική δομή του υλικού, τη θερμοκρασία, τις ακαθαρσίες, την κρυσταλλική δομή, την πίεση, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και τη συχνότητα.
