Concetti Chiave
- I materiali elettrici si suddividono in conduttori, semiconduttori e isolanti, ognuno con diverse capacità di conduzione della corrente elettrica.
- I conduttori, come metalli e soluzioni saline, permettono un passaggio rapido delle cariche elettriche, mentre gli isolanti, come vetro e gomma, ostacolano questo processo.
- I semiconduttori, come il Germanio e il Silicio, permettono una conduzione limitata delle cariche, posizionandosi tra conduttori e isolanti.
- La conducibilità degli elettroni può essere influenzata da fattori esterni quali temperatura, pressione e ionizzazione del materiale.
- La conduzione elettrica può verificarsi in vari stati fisici (solido, liquido, gassoso), ma richiede una differenza di potenziale per il movimento degli elettroni.
Tipi di materiali elettrici
Non tutti i corpi permettono il libero passaggio della corrente elettrica. A seconda della loro struttura atomica e molecolare e a seconda del loro stato fisico, conducono l’elettricità in gradi e in modo diversi, fino ad impedire quasi totalmente il passaggio di elettroni.
Pur non potendo fare una netta divisione tra loro, essi si distinguono in corpi conduttori, semiconduttori ed isolanti. Nei conduttori le cariche elettriche comunicate in un punto si diffondono rapidissimamente senza incontrare sensibile difficoltà. Sono conduttori tutti i metalli, le soluzioni acide e saline, il carbone, ecc.
Quali sono le proprietà degli isolanti?
Negli isolanti o coibenti le cariche elettriche si diffondono con enorme difficoltà, per cui praticamente si dice che gli isolanti non permettono il passaggio di elettroni. Sono isolanti il vetro, la resina, la gomma, l’olio, l'aria e i gas secchi, ecc.
Occorre osservare che non esistono però nè perfetti conduttori nè perfetti isolanti, ma solo buoni conduttori e buoni isolanti.
Ruolo dei semiconduttori
Tra i conduttori e gli isolanti vi sono alcuni elementi, detti semiconduttori, che permettono il passaggio delle cariche elettriche opponendo una discreta difficoltà. Particolare interesse hanno quei corpi solidi i cui atomi possiedono quattro elettroni periferici. Sono semiconduttori per eccellenza i cristalli di Germanio e di Silicio.
La conducibilità naturale di un corpo può comunque essere modificata con la temperatura, con eccitazioni esterne, con la pressione, ecc. Perfino nel vuoto si può avere conduzione elettrica mediante particolari accorgimenti e sistemi.
Conduzione elettrica e stati fisici
I conduttori di corrente elettrica possono incontrarsi allo stato solido, allo stato liquido, allo stato gassoso e, a seconda del loro stato, conducono la corrente in modo diverso l’uno dall’altro.
Occorre però stabilire anzitutto che, qualunque sia lo stato fisico del corpo, la conduzione elettrica avviene:
a) se il corpo è ionizzato, se cioè in esso vi è formazione di ioni;
b) se al conduttore è applicata una differenza di potenziale, che spinge gli elettroni a spostarsi in un determinato senso.
Occorre anche ammettere, per l’esatta comprensione del meccanismo della conduzione, che un elettrone non può saltare da una estremità all’altra del conduttore (tranne che nei gas ultra rarefatti), ma passa solo da un atomo ad uno ione positivo vicino.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali categorie di materiali elettrici e come si differenziano?
- Qual è il ruolo dei semiconduttori nella conduzione elettrica?
- Come influiscono lo stato fisico e le condizioni esterne sulla conduzione elettrica?
I materiali elettrici si suddividono in conduttori, semiconduttori e isolanti. I conduttori, come i metalli, permettono il passaggio rapido delle cariche elettriche, mentre gli isolanti, come il vetro e la gomma, ostacolano quasi totalmente questo passaggio. I semiconduttori, come il Germanio e il Silicio, consentono un passaggio limitato delle cariche (testo).
I semiconduttori si trovano tra conduttori e isolanti e permettono il passaggio delle cariche elettriche con una certa difficoltà. Sono particolarmente interessanti i materiali con quattro elettroni periferici, come il Germanio e il Silicio, che sono fondamentali in molte applicazioni elettroniche (testo).
La conduzione elettrica può avvenire in stati solidi, liquidi o gassosi, e varia a seconda dello stato. La conducibilità può essere influenzata da fattori come temperatura, pressione e ionizzazione, e richiede una differenza di potenziale per spingere gli elettroni a muoversi (testo).
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