Elektrisk strøm 2

Alle sider: Elektrisk ledning | Forskellige typer kredsløb | Ohms lov | Vekselspænding | Transformation | Transport og distribution af el | Ensretning af vekselstrøm

Elektrisk ledning

Denne side: Elektrisk ledning | Ledere | Halvledere | Isolatorer

I alle sammenhænge, hvor vi anvender strøm - og det er mange - har vi behov for at lede den hen, hvor vi skal bruge den, og undgå, at den kommer, hvor vi helst er fri for den.

I den forbindelse inddeler vi alle stoffer og materialer i tre hovedgrupper: Ledere, halvledere og isolatorer.

Ledere

Metaller er gode elektriske ledere, fordi de alle sammen er opbygget af atomer, der har én eller nogle få elektroner siddende løst i de yderste elektronskaller (valenselektroner). Faktisk er de så løse, at de helt forlader atomerne og bevæger sig frit rundt i metallet. Disse løse elektroner er nemme at flytte/sætte i bevægelse. Bare et lille pres (en lille spænding) skal der til, så strømmer elektronerne.

Natrium-atom

Elektronerne bevæger sig i et kredsløb i retningen fra - til +. De er jo negativt ladede og bliver derfor tiltrukket af batteriets + pol og frastødt af dets - pol. Når vi tidligere har lært, at strømmen går fra + til - , skyldes det først og fremmest en gammel tradition fra 1800-tallet, hvor man endnu intet anede om eksistensen af elektroner.

Elektronstrøm

Elektronerne går dog ikke lige nemt gennem alle metaller. På deres vej støder de mod metalatomerne og urenheder og bremses derved noget. Vi siger, at metallerne yder forskellig modstand mod strømmen.

Jo varmere metallet er, desto hurtigere sitrer metalatomerne og elektronerne får vanskeligere ved at komme gennem: Modstanden bliver større.

Grafit (kulstof med atomer i "bitavlemønster") har samme lederegenskaber som metaller - også på grund af løsagtige elektroner i grafittens specielle opbygning af atomer.

I forbindelse med elektricitet bruges grafit til at lave modstande af. Det er små dimser med en modstand på op til flere millioner ohm, og der bruges et utal af dem i alle elektroniske apparater.

Halvledere

Halvledere er stoffer, hvor kun få elektroner river sig løs for at begive sig ud at "strømme". Silicium er den vigtigste halvleder. Den har 10.000.000.000 (1010) gange så stor modstand som sølv!

Halvledere er de sidste 35 år blevet uhyre vigtige stoffer. De bruges i masser af elektronikkomponenter, der indgår i alverdens moderne apparater som computere, tv, radioer, elektroniske styringer, ure, vægte, termometre.......

Man har i den periode udviklet teknikker, så halvlederkomponenter kan blive utroligt små, tusindvis kan der være på en kvadratmillimeter!

Isolatorer

Stoffer, der holder aldeles fast på deres elektroner, kalder vi isolatorer. Stoffet marieglas (en bjergart) er et af de bedste af slagsen. Det stof har 200.000.000.000.000.000 (2 x 1017) gange sølvs modstand eller 20.000.000 gange siliciums modstand. I praksis må man sige, at der ingen strøm kan gå gennem.

I dag er de mest brugte isolatorer af plastic, men også glaseret porcelæn, glas og marieglas bruges stadig meget.

Desuden bruges lak til at isolere tynd kobbertråd med, hvis det skal bruges til spoler.