Hvorfor leder nogle materialer elektricitet?

Ledere:

* Gratis elektroner: Materialer som metaller har en unik atomstruktur, hvor deres yderste elektroner (valenselektroner) er løst bundet til atomet. Disse elektroner løsnes let og bliver "fri" til at bevæge sig gennem hele materialet.

* Hav af elektroner: Disse frie elektroner danner et "hav", der let kan bære en elektrisk strøm, når der anvendes en elektrisk potentialeforskel.

* Eksempler: Kobber, sølv, guld, aluminium.

isolatorer:

* Tæt bundne elektroner: Isolatorer har på den anden side deres valenselektroner tæt bundet til deres atomer. Dette betyder, at de ikke har mange gratis elektroner til rådighed til at bære en strøm.

* Ingen fri elektronstrøm: Når der anvendes en elektrisk potentialeforskel, er der meget få elektroner til rådighed til at bevæge sig, så meget lidt strømstrømme.

* Eksempler: Gummi, glas, plast, træ.

halvledere:

* Mellemliggende adfærd: Halvledere er interessante, fordi deres ledningsevne ligger mellem ledere og isolatorer. De har et begrænset antal frie elektroner, og deres ledningsevne kan øges markant under specifikke forhold (som at anvende varme eller lys).

* nøgle inden for elektronik: Denne evne til at kontrollere deres ledningsevne gør halvledere til grund for moderne elektronik, hvilket giver os mulighed for at bygge transistorer, dioder og integrerede kredsløb.

* Eksempler: Silicium, germanium.

Faktorer, der påvirker ledningsevnen:

* Temperatur: Højere temperaturer øger generelt ledningsevne i metaller, fordi elektroner bevæger sig mere frit.

* urenheder: Tilføjelse af urenheder til et materiale kan ændre dets ledningsevne ved at ændre antallet af frie elektroner.

* struktur: Arrangementet af atomer i et materiale påvirker også dets ledningsevne.

Kort sagt udfører en materiale elektricitet, fordi den har gratis elektroner, der kan bevæge sig og bære en elektrisk strøm, når der anvendes en elektrisk potentialeforskel.