Metallide elektrijuhtivus kui see on

Keegi ei ole täna üllatunud, et lülitades nupule puudutades näeme tulekahju. Sageli me isegi ei arva, et kõik sellised tegevused põhinevad tervetel füüsilistel nähtustel. Üks neist äärmiselt uudishimulikest nähtustest on metallide elektrijuhtivus, mis tagab elektrivoolu.

Alustuseks on tõenäoliselt vaja määratleda, mis üldiselt on kõne. Niisiis nimetatakse elektrijuhtivust aine võimet voolata elektrivoolu. Erinevatel ainetel on see võimsus erineval määral. Elektrijuhtivuse astme järgi jagunevad ained juhtide, pooljuhtide ja dielektrikutega.

Kui vaatleme uurija poolt elektrivoolu uurimisel saadud eksperimentaalandmeid, siis selgub, et metallide juhtivus on kõige suurem. Seda kinnitab ka igapäevane praktika, kui elektrivoolu ülekandmiseks kasutatakse metalltrate. Need on metallid, mis on peamiselt elektrivoolujuhid. Ja selle selgitust võib leida metallide elektroonilisest teooriast.

Viimase järgi on juht tegemist kristallvõrega, mille tuumad hõivavad aatomeid. Nad paiknevad väga tihedalt ja on ühendatud naabruses asuvate sarnaste aatomitega, nii et need jäävad praktiliselt kristallvõre kohtadesse. Mida ei saa öelda aatomite väliskestadesse asetatud elektronide kohta. Need elektronid võivad vabalt liikuda juhuslikult, moodustades nn elektroonilise gaasi. Siin on metallide elektrooniline juhtivus ja see põhineb sellistel elektronidel.

Tõendina, et elektrivoolu olemus tuleneb elektronidest, võime meelde tuletada 1901. aastal loodud saksa füsiisti Ricke kogemusi. Ta võttis kaks vask ja üks alumiiniumist silindrid hoolikalt poleeritud otstega, asetasid üks teise peale ja läbisid nende kaudu elektrilist voolu. Vastavalt eksperimentaatori ideele, kui metallide elektrijuhtivus tuleneb aatomitest, toimub aine ülekandmine. Kuid pärast elektrivoolu möödumist läbi aasta, silindrite mass ei muutunud.

See tulemus viis järelduseni, et metallide elektrijuhtivus on tingitud mõnest osakestest, mis on omane kõigile juhtidele. Selle rolli jaoks lähenes elektron, mis selleks ajaks juba oli avatud. Hiljem viidi läbi mitmed loogilised katsed ja kõik kinnitasid, et elektrivool on tingitud elektronide liikumisest.

Vastavalt kaasaegsetele ideedele metallist kristallvõredest paiknevad selle sõlmed ioonid ja elektronid liiguvad nende vahel suhteliselt vabalt. See on suur hulk selliseid elektrone, mis tagavad metallide suure elektrijuhtivuse. Juhiku otstes väikese potentsiaalse erinevuse juuresolekul hakkavad need vabad elektronid liikuma, mis põhjustab elektrivoolu voolu.

Siinkohal tuleb märkida, et juhtivus sõltub oluliselt temperatuurist. Seega tõuseb metallide juhtivus temperatuuri tõusuga, ja vastupidi, suureneb temperatuuri tõus kuni ülijuhtivuse nähtuseni. Samal ajal tuleks meeles pidada, et kuigi kõikidel metallidel on elektrijuhtivus, on nende suurus nende jaoks erinev. Metallide elektrotehnika kõige laialdasemalt kasutatav ja kõige enam kasutatav juhtivus on vask.

Seega annab antud materjal metallide elektrijuhtivuse kontseptsioon, selgitab elektrivoolu olemust ja selgitab, mida see põhjustab. Kirjeldatakse metallide kristallvõre ja mõnede väliste tegurite mõju juhtivusele.