Классификация веществ по электрическим свойствам

Вещества классифицируются по электрическим свойствам на:

диэлектрики;

- проводники;

- полупроводники.

Различие между ними удобно показать с помощью энергетических диаграмм зонной теории строения твердых тел.

Рисунок 5 – Энергетические диаграммы диэлектриков (а), полупроводников (б) и проводников (в) при нуле Кельвина в соответствии с зонной теорией твердого тела

1 – заполненная электронами зона (валентная зона); 2 – запрещенная зона; 3 – зона свободных энергетических уровней (свободная зона или зона проводимости)

Диэлектрики – материалы, обладающие широкой запрещенной зоной, которая не может быть преодолена электронами при обычных условиях. Они применяются для создания электрической изоляции между токоведущими частями, имеющими разный электрический потенциал и для создания электрической емкости. На электрических схемах замещения, как правило, представляются в виде конденсатора определенной емкости С или активно-емкостной нагрузки R-C, соединенной последовательно либо параллельно.

Полупроводники – материалы, которые имеют узкую запрещенную зону, преодолеваемую электронами за счет незначительных внешних энергетических воздействий (электрическое поле, магнитное поле, свет, сила и т.п.). Полупроводниковые материалы применяются для изготовления полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов, терморезисторов и т.п.). На электрических схемах замещения часто представляются как диоды VD или транзисторы VT.

Проводники – материалы, у которых запрещенная зона отсутствует, а валентная зона вплотную прилегает к зоне проводимости или даже перекрывается этой зоной. Проводниковые материалы используются для изготовления токоведущих частей электрических машин и установок. На электрических схемах замещения представляются в виде катушки индуктивности L или активно-индуктивной нагрузки R-L, соединенной последовательно.