Visa fråga/svar

 

Elektricitet-Magnetism [4267]

Fråga:
Ledare och isolatorer
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Varför leder guld och platina elektrisk ström bättre än kromnickeltråd? Varför leder vissa material inte ström alls?
/Angelina B, Färsinga skolan, Bjärsjölagård

Svar:
Man brukar tala om två olika energiband för elektronerna: valensbandet och ledningsbandet. Elektronerna i valensbandet kan inte leda ström - de är låsta till en viss atom. Elektronerna i ledningsbandet kan emellertid röra sig fritt i materialet, och kan därför leda ström.

Ledningsbandet ligger över valensbandet, se nedanstående figur från Wikimedia Commons. Den streckade linjen visar vad man kallar för ferminivån som är den energi som de mest energetiska elektronerna har. Upp till ferminivån är alltså tillstånden fyllda, ovanför densamma är de tomma.

Ligger ledningsbandet mycket över valensbandet har vi en isolator (stort bandgap, till höger i figuren). Ligger det bara lite över, kan elektroner från valensbandet hoppa upp till ledningsbandet av värmerörelser (mitten av figuren). Vi har en halvledare. Överlappar de båda banden (till vänster i figuren) har vi en metall. Överlappar de lite är metallen dålig ledare. Överlappar de mycket är det en god ledare. Det här är naturligtvis en ytlig förklaring, men för att tränga längre in i det, behöver man goda kunskaper i matematik och kvantfysik.

Några exempel:
Isolator: Diamant, svavel
Halvledare: Kisel, germanium
Dålig metallisk ledare: Bly, vismut, grafit, kromnickel
God metallisk ledare: Silver, koppar, guld, aluminium

Se vidare länk 1, 2, Electrical_conductivity , Electrical_conduction och Conduction_band .



/Peter E

Nyckelord: resistans [12];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/conins.html
2 http://science.howstuffworks.com/electricity1.htm

*

 

 

Frågelådan innehåller 7345 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2018-12-10 11:04:20.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.