電気伝導率とは何ですか

電流の通過を妨げる物体の特性について話すとき、私たちは通常「電気抵抗」という用語を使用します。エレクトロニクスでは、特別なマイクロエレクトロニクス部品、つまり何らかの公称抵抗を持つ抵抗器さえあると便利です。

しかし、体の電流を流す能力を特徴付ける「電気伝導率」または「電気伝導率」という概念もあります。

抵抗が電流に反比例することを考えると、 導電率は電流に正比例します。つまり、導電率は電気抵抗の逆数です。

抵抗はオームで測定され、導電率はジーメンスで測定されます。しかし実際には、私たちは常に材料の同じ特性、つまり電気を通す能力について話しています。

電子伝導性は、物質内の電流を形成する電荷キャリアが電子であることを示唆しています。まず第一に、ほとんどすべての材料が多かれ少なかれ電子伝導性を備えていますが、金属には電子伝導性があります。

材料の温度が高くなると、その電子伝導率は低くなります。これは、温度が上昇すると、熱運動が電子の規則的な運動をますます妨げ、その結果、方向性のある電流が妨げられるためです。

ワイヤが短くなるほど、その断面積が大きくなり、ワイヤ内の自由電子の濃度が高くなり（比抵抗が低くなり）、電子伝導性が高くなります。

実際の電気工学では、電気エネルギーを最小限の損失で伝送することが最も重要です。そのため 金属 その中で非常に重要な役割を果たしています。特に、最大の電気伝導率、つまり最小の電気伝導率を持つもの 比電気抵抗：銀、銅、金、アルミニウム。金属の自由電子の濃度は、誘電体や半導体よりも高くなります。

銅は銀よりはるかに安価ですが、同時に銅の電気抵抗は銀よりもわずかに高いだけであり、銅の導電率はそれぞれ銀よりもわずかに少ない。他の金属は、ワイヤーの工業生産にとってそれほど重要ではありません。 

遊離イオンを含む気体および液体媒体はイオン伝導性を持っています。イオンは電子と同様に電荷担体であり、電場の影響下で媒体の体積全体を移動できます。このような環境が考えられるのは、 電解質… 電解質の温度が高くなるほど、そのイオン伝導率は高くなります。これは、熱運動が増加すると、イオンのエネルギーが増加し、媒体の粘度が低下するためです。

材料の結晶格子に電子が存在しない場合、正孔伝導が発生する可能性があります。電子は電荷を持っていますが、正孔が移動すると空孔、つまり材料の結晶格子内の空孔のように作用します。自由電子は、金属内のガス雲のようにここでは移動しません。

半導体では電子伝導と同様にホール伝導も起こります。半導体をさまざまに組み合わせることで、ダイオード、トランジスタ、サイリスタなどのさまざまなマイクロ電子デバイスで発揮される導電率の量を制御できます。

まず第一に、金属は、マイカ、ゴム、磁器などの誘電体、絶縁体（導電率が最も低い）とともに、すでに 19 世紀に電気工学の導体として使用され始めました。

エレクトロニクス分野では、半導体は導体と誘電体の中間的な地位を占めて広く普及しており、最新の半導体のほとんどはシリコン、ゲルマニウム、炭素をベースとしています。他の物質はそれほど頻繁には使用されません。