Dispozitive și Circuite Electronice

CURENTUL ELECTRIC

O mişcare dirijată de purtători de sarcină electrică, creează curentul electric.

În această definiţie avem trei cuvinte cheie :

- există purtători de sarcină (substanţă), corpusculi care poartă sarcină ;

○ ○

Cea mai mică particulă purtătoare de sarcină electrică este electronul. Electronul are o sarcină de 1,6 - 10-19 C. Masa unei astfel de sarcini este de 9 - 10-31 kg.

- mişcarea ; - nu există curent fără mişcare de sarcini.

- mişcare ordonată z

- în acest caz nu există curent electric, mişcarea este haotică.

Mişcarea Browneană, a demonstrat că dacă nu intervine nimic exterior, particulele se mişcă după cele trei coordonate : 1/3 → x ; 1/3 → y ; 1/3 → z

Dacă în aceeaşi bucată de material, provocăm o mişcare ordonată de purtători, avem curent electric.

da i deci, mişcarea trebuie să fie ordonată.

Conductivitatea

Este proprietatea unui material de a permite sau nu, trecerea unui curent electric prin el. Simbol σ (sigma mic) [ Ω-1] sau [ S ] (siemens) 1 S = 1 Ω-1 ;

Materialele care au conductivitate mare sunt bune conducătoare de electricitate.

Cel mai bun conducător este aurul.

Criogenia (tehnica temperaturilor mici), determină supraconductivitatea (azotul lichid). Materialele supraconductoare permit trecerea perfectă a curentului electric (aur, argint, cupru).

Opusul conductivităţii este :

Rezistivitatea

Proprietatea unui material de a se opune trecerii curentului electric.

Simbol : ρ (caracteristică de material).

Rezistenţa este a unei bucăţi de material ; R = s - secţiune

Din punct de vedere al rezistivităţii, există trei categorii de materiale :

- izolatoare (izolatori) – în principiu au ρ = ∞, nu permit deloc trecerea curentului electric. Exemplu : - ceramica (cea mai bună), porţelanul, materialele plastice.

- conductoare – permit în mare măsură trecerea curentului electric (aur, argint, cupru). Nu au ρ = 0 decât în condiţii de criogenie. ρ = mic.

- semiconductoare.

Explicaţiile fizice ale rezistivităţii

Explicaţia porneşte de la structura cristalină a materialelor solide :

izolator →

Fie un cristal de substanţă solidă, în formă cubică. Atomii constituienţi ai substanţei respective, se situează în colţurile structurii cubice respective.

La izolatori, electronii sunt foarte puternic atraşi de nuclee şi nu pot fi „desfăcuţi” din atomi, cu nici un fel de câmp electric, oricât ar fi de puternic.

în structura cristalului de material izolator nu există purtători liberi de sarcină (toţi sunt strâns legaţi în colţuri).

este imposibil să se stabilească un curent electric prin materialul izolator – logic. La conductori, electronii din jurul nucleelor nu sunt strâns legaţi, legătura e mai libertină, foarte uşor, aceşti electroni se rup de nucleu, se eliberează de la acesta şi migrează în structura cristalină. În metal există „fogglet” de electroni (o ceaţă de electroni).

Dacă o astfel de structură cristalină, este supusă acţiunii unui câmp electric exterior, atunci ia naştere un curent electric.

E

În colţurile structurii cristaline avem atomi din care unii electroni au plecat, aplicând un câmp electric, mişcarea devine ordonată existenţă curent electric.

Observaţie :

La trecerea curentului electric printr-un material conductor, electronii în mişcarea lor (o parte din ei) se lovesc de colţurile reţelei (de nucleele fixe) degajare de căldură efectul termic al curentului electric. Nu există trecere de curent electric fără degajare de căldură.