|
| الفرق بين المواد الموصلة والعازلة وأشباه الموصلات |
لنستطيع استخدام الكهرباء يتوجب علينا نقلها ويتم نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية بوساطة نواقل من أنواع ومقاسات مختلفة مثل الأسلاك.
تتكون هذه النواقل من قلب وغلاف. فالقلب يتكون من مادة موصلة للكهرباء، والغلاف
عبارة عن مادة عازلة للكهرباء. وعموماً تقسم المواد من حيث توصيلها للتيار
الكهربائي إلى ثلاثة أقسام، هي : الموصلات والعوازل وأشباه الموصلات. وفي هذا المقال سنتعرف علي الفرق بينهم.
|
| الفرق بين الموصلات والعوازل وأشباه الموصلات |
الموصلات الكهربائية أو النواقل Conductors
المواد الموصلة (Conductive Materials) هي المواد التي تسمح بمرور التيار الكهربائي عبرها مثل المعادن بمختلف أنواعها، ويرجع السبب في ذلك إلى تركيبها الذري. حيث تحتوي على عدد كبير من الإلكترونات الحرة القابلة للحركة تحت تأثير قوة خارجية كمصدر جهد كهربائي أو بطارية .ويعتبر الفضة والنحاس والذهب والألمنيوم من الموصلات الممتازة. ولكن نادرا ما تستخدم الفضة أو الذهب في عمل الموصلات بسبب ارتفاع ثمنها. أما النحاس فيستخدم في شبكات التمديدات الداخلية والأجهزة الكهربائية والإلكترونية؛ حيث يستخدم النحاس في صنع الأسلاك الكهربائية لنقل الطاقة الكهربائية الداخلية، في حين يستخدم الألمنيوم في شبكات نقل وتوزيع الكهرباء الخارجية؛ نظرا إلى جودتهما ورخص ثمنهما مقارنة بالمواد الموصلة الأخرى.
نفهم من ذلك أن المادة الموصلة هي المادة التي تحتوي ذراتها على عدد كبير من الإلكترونات الحرة، وتكون مقاومتها منخفضة
قد يهمك أيضاً كتاب الموصلات الكهربائية PDF
قد يهمك أيضاً كتاب الموصلات الكهربائية PDF
العوازل الكهربائية Insulators
وهي المواد التي لا تسمح بمرور التيار الكهربائي عبرها مثل الخشب والزجاج والمطاط ويرجع السبب في ذلك إلى تركيبها الذري. نظراً لاتساع المسافة بين نطاق التوصيل ونطاق التكافؤ بحيث من المستحيل منح أي إلكترون طاقة تمكنه من الانتقال من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل ، و هذه المواد يوجد بها عدد قليل من الإلكترونات الحرة.والزجاج، والبلاستيك.
وللمواد العازلة أهمية كبيرة في الأنظمة الكهربائية؛ إذ تعد مادة البولي فينيل كلوريد أكثر المواد الخام استخداماً في إنتاج المواد العازلة للكهرباء، ولديها استقرار كيميائي جيد، ومقاومة للتأكل والمياه، أما مادة البولي أثيلن التشابكي فتُستخدَم في عزل الأسلاك الكهربائية ؛ لحماية الإنسان من الصدمات الكهربائية.
أشباه الموصلات هي مواد وسط بين المواد العازلة والمواد الموصلة، أي إنها في
حالتها النقية عند درجة حرارة الصفر المطلق تكون عازلة للكهرباء ويتم التحكم
بموصليتها عن طريق إضافة بعض الشوائب إليها.
ويطلق عليها اسم أنصاف الموصلات؛ وتُعدُّ مادتا السليكون والجرمانيوم من أهم
المواد شبه الموصلة، إذ تمتاز هذه المواد بأنها مواد
عازلة في حالتها النقية عند درجة حرارة الصفر المطلق، وتصبح موصلة جيدة للكهرباء بإضافة بعض المواد الخاصة إليها بنسب محددة، مثل الفسفور والزرنيخ، وبذلك يمكن استخدامها في صنع القطع الإلكترونية، مثل الثنائيات والترانزستورات وغيرها.
ولأشباه الموصلات أهمية خاصة في مجال الهندسة الإلكترونية الحديثة حيث تستخدم في صناعة جميع العناصر الإلكترونية مثل
الترانزستورات والدايودات والدارات المتكاملة، ومن أهم المواد شبه الموصلة المستخدمة في هذا المجال: السيليكون ومن ثم الجرمانيوم.
عازلة في حالتها النقية عند درجة حرارة الصفر المطلق، وتصبح موصلة جيدة للكهرباء بإضافة بعض المواد الخاصة إليها بنسب محددة، مثل الفسفور والزرنيخ، وبذلك يمكن استخدامها في صنع القطع الإلكترونية، مثل الثنائيات والترانزستورات وغيرها.
ولأشباه الموصلات أهمية خاصة في مجال الهندسة الإلكترونية الحديثة حيث تستخدم في صناعة جميع العناصر الإلكترونية مثل
الترانزستورات والدايودات والدارات المتكاملة، ومن أهم المواد شبه الموصلة المستخدمة في هذا المجال: السيليكون ومن ثم الجرمانيوم.