Struktura

Rozdělení látek podle elektrické vodivosti

Rozdělení látek 

Látky mají různou vnitřní stavbu, a tím také různou schopnost vést elektrický proud.

Různá schopnost vést elektrický proud je daná různou schopností přenášet elektrický náboj. Látky tedy mají různou elektrickou vodivost, která závisí především na počtu volných nábojů ve struktuře dané látky. Nositeli elektrického náboje mohou být buď volné elektrony nebo kladné a záporné ionty.

Rozdělení látek podle elektrické vodivosti:

  • elektronová vodivost - nosičem náboje je elektron, např. kovy, některé polovodiče,
  • iontová vodivost - nosičem náboje je ionizovaný atom nebo molekula, např. kapalné roztoky některých iontových krystalů - NaCl, AgCl, plyny v určitých podmínkách.

Podle schopnosti vést elektrický proud dělíme látky na:

  • vodiče,

  • nevodiče,

  • polovodiče.

 

Vodiče

Vodiče jsou látky , které dobře vedou elektrický proud.

Obsahují velké množství volných nábojů, které se mohou působením elektrického pole ve vodiči přemísťovat.

Patří sem:

  • vodiče s elektronovou vodivostí - elektrický proud se vytváří tokem volných elektronů a průchodem elektrického proudu se chemicky nemění, patří sem hlavně kovy (měď, hliník, zinek, stříbro, zlato, atd.) a uhlík,

  • vodiče s iontovou vodivostí - elektrický proud se vytváří tokem kladných nebo záporných iontů, průchodem elektrického proudu dochází k jejich rozkládání (elektrolýza), patří sem vodivé roztoky (elektrolyty) a plyny.

 

Vodivost v kapalinách

Elektrický proud prochází vodivými kapalinami nebo elektrolyty. Elektrolyty mohou být roztoky nebo taveniny.  V elektrolytech dochází k rozpadu molekul na ionty disociací - štěpením.

Mezi elektrolyty patří např. pramenitá voda, dešťová voda a vlhké látky (např. zeminy).

Mezi kapaliny, které nevedou elektrický proud patří např. destilovaná voda, oleje a tekutý parafín. 

Destilovaná voda nevede elektrický proud, protože v ní nejsou přítomny žádné volné částice s nábojem. Pokud do ní nasypeme sůl, proběhne elektrolytická disociace a NaCl se rozloží na ionty. To už jsou volné částice s nábojem, proto po přiložení napětí prochází obvodem elektrický proud.

Vodivost v plynech

Elektrický proud v plynech je tvořen usměrněným pohybem volných iontů a elektronů. Při průchodu elektrického proudu vzniká elektrický výboj. Silné elektrické pole způsobí vytrhávání elektronů z atomů a molekul plynu - ionizaci plynu.

 

Nevodiče (izolanty, dielektrika)

Nevodiče jsou látky, které nevedou proud, protože nemají volné náboje umožňující vedení proudu. Vnější slupky jejich atomů jsou obsazeny větším počtem elektronů a elektrony se z nich uvolňují velmi nesnadno. 

Dokonalé nevodiče neexistují, protože v látkách jsou vždy nečistoty. Dostávají se do nich při výrobě nebo později ze vzduchu čí okolí. 

Dielektrikum je materiál, který nevede elektrický proud a má schopnost polarizace. Každé dielektrikum nemusí být izolantem.

Izolant je takové dielektrikum, které je upravené pro účel průmyslové aplikace s cílem zamezit průchodu proudu. Každý izolant je tedy dielektrikem.

Mezi izolanty patří:

  • Plasty (např. PVC), slída, pryž, papír a keramické látky (porcelán).

  • Přírodní látky: slída, síra, jantar, dřevo a papír.

  • Dobrým izolantem je i vakuum a suchý vzduch.

  • Mezi kapaliny, které nevedou proud, patří např. oleje a tekutý parafín.

 

 

Polovodiče

Polovodiče tvoří předěl mezi izolanty a vodiči.

Mají řadu zvláštních vlastností, se kterými se seznámíte v kapitole „Elektronika“.

 

Zdroje

  • BLAHOVEC, A. Elektrotechnika I. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1995. ISBN 80-85427-72-9.
  • TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
  • VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.

Obrázky 

  • Obr. 1: VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.

Procvič si

1. Jak dělíme látky podle jejich schopnosti vést elektrický proud?

2. Proč nemůže dokonalým izolantem procházet proud?

Rozšiřující pojmy

Rozlišujeme izolant a izolátor. Izolant je látka, která nevede proud. Izolátor je součástka vyrobená z izolantu. Obr. 1: Izolátor
Logolink