img216 2

83

Miarą przewodnictwa elektrycznego jest przewodność lub oporność (odwrotność przewodności). Przewodność elektryczną można opisać wzorem (4.15):

83

a_cl =e-n-\x

_S

m

(4.15)

gdzie:

e - elementarny ładunek elektryczny, n - koncentracja nośników ładunku elektrycznego, p - ruchliwość nośnika ładunku.

Właściwości elektryczne materiałów zależą od struktury związku, a zwłaszcza od typu wiązania chemicznego. Zależność przewodności i rezystywności elektrycznej różnych kryształów przedstawiono w tabeli 4.6.

Tabela 4.6

Związek struktury materiału z elektrycznymi właściwościami kryształów

Kryształy	Wiązanie	Przewodność elektryczna	Rezystywność elektryczna
Metale (przewodniki)	metaliczne	a . ~ 10^7 S/m el ad maleje z T	p < 10 ^8 fi rn
Półprzewodniki	kowalencyjne, kowalencyjno-jonowe	10^J,<o,< 10^5S/m el o , rośnie z T el	10 ^8 < p < 10^6 n-m
Dielektryki (izolatory)	jonowe, kowalencyjne, van der Waalsa	o . < KD^1 S/m el możliwe o. jon 0 „ 0. rosną z T er jon ^	p > 10* A-m

4.6.1. PRZEWODNIKI

Ze względu na dużą koncentrację nośników ładunku i ich znaczną ruchliwość metale są najlepszymi przewodnikami. Nośnikami ładunków elektrycznych w metalach są wolne elektrony wchodzące w skład gazu elektronowego. Przyłożenie napięcia elektrycznego do metalu powoduje ruch swobodnych elektronów w kierunku linii pola elektrycznego. W przypadku rozpraszania nośników prądu elektrycznego, na przykład wskutek wzrostu temperatury, następuje spadek przewodności, a tym samym wzrost oporności elektrycznej. Wzrost temperatury powoduje większe drgania jonów w sieci krystalicznej, a to z kolei sprzyja wzrostowi ilości zderzeń elektron - jon. Skutkiem takiego zderzenia jest skrócenie drogi swobodnej elektronu oraz wzrost szybkości chaotycznego ruchu elektronów, przez co zmniejsza się prędkość przemieszczania się nośników ładunku w kierunku linii pola elektrycznego. Zatem przewodnictwo elektronowe maleje, a oporność rośnie. Zależność oporności elektrycznej metalu od temperatury przedstawiono na rysunku 4.10.