Hepimiz, çok sayıda çok çeşitli cihaz ve bunlara dayalı tüm sistemlerle çevriliyiz, bunların çalışması sırasında bir şekilde veya başka bir şekilde elektrik akımı tüketiriz. Elektrik akımı kavramı, seyrinin sürecini belirli bir şekilde açıklamak için tanıtıldı. açıklık, hidrodinamik ile doğrudan bir analojinin maksatlı olarak oluşturulması nedeniyle elde edildi. sıvı akışı.
Elektrikle ilgili bilgi birikimi ile elektrik akımının öncelikle elektromanyetik alanın, hızdan çok farklı olmayan hızlarda meydana gelen iletken bir ortam boyunca hareketi Sveta. Bu durumda alan, potansiyeli daha yüksek olan bir noktadan daha düşük potansiyele sahip bir nokta yönünde hareket eder, yani. klasik şemaya göre artıdan eksiye.
Bu sürece eşlik eden yük taşıyıcıların düzgün hareketi de gerçekleşir, ancak fark edilir şekilde daha düşük bir hızda gerçekleşir. Farklı malzemelerde farklı yönlerde olur.
Yük taşıyıcı çeşitleri
Yük taşıyıcıların pozitif ve negatif olmak üzere ikiye ayrıldığı bilinmektedir. Negatif yükler elektronlar ve iyonlar tarafından ele geçirilir, iyonlar pozitif yük taşıyıcıları arasında hakimdir. Negatif yükler daha yüksek potansiyele doğru hareket ederken, pozitif yükler daha düşük potansiyele doğru hareket eder. Ve her iki durumda da ortamda bir elektrik akımı oluşur.
Geleneksel bir anlaşmayla ortadan kaldırılan klasik bir belirsizlik ortaya çıkıyor. Postülat düzeyinde, yüklerin türüne bakılmaksızın akımın her zaman artıdan eksiye aktığı varsayılır.
Yüklerin metallerdeki hareketi
Elektrik ve tel iletişim teknolojisi için pratik olarak önemli olan sıcaklıklardaki çoğu metal katı haldedir ve içlerinde iyon yoktur.
Sonuç olarak, katı iletken malzemelerdeki akım, elektronik iletkenlik türü, yani; serbest elektronlar (Şekil 1), yük taşıyıcılarının işlevlerini üstlenirler, akım akışı sürecinde, akımın akış yönünün tersi yönde hareket ederler, resim 2.
Metallerdeki elektronlar, potansiyel bir fark olmadığında atomlar etrafında döndükleri yörüngelerinden bir elektrik alanı tarafından kolayca koparılır. Böylece, önemsiz bir potansiyel farkla, çok sayıda yük taşıyıcı oluşur, yani. metaller nispeten düşük elektrik direncine sahiptir.
Yüklerin yarı iletkenlerde hareketi
Yarı iletkenler, oda sıcaklığında iletkenlik açısından metallerden belirgin şekilde daha düşüktür. Bu gruba ait malzemeler n-tipi ve p-tipi yarı iletkenlere ayrılır. Sıradan durumda n-tipi yarı iletkenler, p-tipine geçişte kendini gösterir, fazla elektrona sahiptir. elektron eksikliği, ancak geri kalan nispeten kolay bir şekilde atomlarda izin verilen bir konumdan bir diğeri. İkincisi, pozitif yüklerin hareketine eşdeğerdir.
Yarı iletkenlerin bir özelliği, sıcaklık yükseldikçe iletkenliklerinin keskin bir şekilde artmasıdır: atomlarla zayıf bağ nedeniyle, yükseldikçe, bağlanmamış elektronların sayısı önemli ölçüde değişir.
Bu nedenle, yarı iletkenlerdeki yüklerin hareket yönü hem akım akışının yönüyle (p-tipi) çakışabilir hem de tersi olabilir (n-tipi).
Yüklerin sıvı ve gazlardaki hareketi
Sıvıların ve gazların bir özelliği, iyonların içlerindeki yük taşıyıcıları olmasıdır. Pozitif (katyonlar) veya negatif (anyonlar) olabilirler, Şekil 3. Buna göre, negatif katyonlar baskın olduğunda, "akıntıya karşı" hareket ederken, pozitif katyonlar "akıntı boyunca" hareket ederler.