Conductors and Insulators 1

 

5/All substances have some ability of conducting the electric current; however, they differ greatly in the ease with which the current can pass through them. Metals, for exam­ple, conduct electricity with ease while rubber does not allow it to flow freely. Thus, we have conductors and insu­lators. What do the terms “conductors" and “insulators” mean? Substances through which electricity is easily transmitted are called conductors. Any material that strongly resists the electric current flow is known as an insulator. Let us first turn our attention to conductance that is the conductor’s ability of passing electric charges. The four factors conductance depends on are: the size of the wire used, its length and temperature as well as the kind of material to be employed. It is not difficult to understand that a large water pipe can pass more water than a small one. In the same manner, a large conductor will carry the current more readily than a thinner one. Fig. 4 illustrates this fact better than words alone. It is quite understandable, too, that to flow through a short conductor is certainly easier for the current than through a long one in spite of their being made of similar material. Hence, the longer the wire, the greater is its opposition, that is resistance, to the passage of current As mentioned above, there is a great difference in the conducting ability of various substances. For example, almost all metals are good electric current conductors. Nevertheless, copper carries the current more freely than Iron; and silver, in its turn, is a better conductor than copper. Generally speaking, copper is the most widely used conductor. That is why the electrically operated devices in your home are connected to the wall socket by copper wires, Indeed, if you are reading this book by an electric lamp light and somebody pulls the metal wire out of the socket, * the light will go out at once. The electricity has not been turned off but it has no path to travel from the socket to your electric lamp.’ The flowing electrons cannot travel through space and get into an electrically operated device when the circuit is broken. If we use a piece of string instead of a metal wire, we shall also find that the current stops flowing. A material like string which resists the flow of the electric current is called an insulator. There are many kinds of insulation used to cover the wires. The kind used depends upon the purposes the wire

Все вещества обладают некоторой способностью проводить электрический ток, однако они сильно различаются по легкости с которой ток проходит через них. Металлы например проводят ток с легкостью в то время как резина не позволяет проходить ему спокойно таким образом мы имеем проводники и диэлектрики. Что же означают эти термины проводники и диэлектрики? Вещества через которые электрический ток легко перемещается – проводники. Любой материал который сильно сопротивляется прохождению тока – диэлектрик. Давайте в начале обратим наше внимание на проводимость то есть способность проводников пропускать электрические заряды. Проводимость зависит от 4 факторов: размера проводника, его длины и температуры так же как и вида материала с который применяется. Не трудно понять что большая труба может пропустить больше воды чем маленькая. С таким же способом большой провод будет пропускать больше тока чем маленький. Рисунок 4 лучше покажет нам это чем слова. Вполне понятно также что поток через короткий проводник легче для тока чем через длинный не зависимо от того что они сделаны из одного материала. Итак чем длиннее провод тем сильнее его противостояние то есть сопротивление. Как было отмечено ранее существует большая разница в способности проводить у различных веществ. Например почти все металлы проводники. Тем не менее медь пропускает ток более свободно чем железо. А серебро в свою очередь лучший проводник чем медь. Говоря в целом, медь самый распространенный проводник. Поэтому электрические приборы в нашем доме присоединяем к настенной розетке медными проводами. Однако если вы читаете книгу при свете электрической лампы и кто то выдернет металлический провод из розетки свет тот час же погаснет. Но свет не выключен, нет пути прохождения электрического тока от розетки к лампе. Электроны не могут перемещаться в пространстве и поступать в прибор когда цепь разорвана. Если мы используем кусочек веревки вместо провода мы увидим что ток прекращает протекать. Материалы которые подобно пружине оказывают сопротивление электрическому току – диэлектрики. Существует много видов диэлектриков которые используются для покрытия проводов. Их вид зависит от целей применения провода.

 

 

Conductors

Conductors are materials having a low resistance, so that current easily passes through them. The lower the resistance of the material the more current can pass through it. The mоst common conductors are metals, and silver and copper are the best of them. The advantage of copper is that it is much cheaper than silver. Thus copper is widely used to produce wire conductors. One of the common functions of wire conductors is to connect a voltage source to a load resistance. Since copper wire conductors have a very low resistance a minimum voltage drop is produced in them. Thus, all of the applied voltage can produce current in the load resistance. It should be taken into consideration that most materials change the value of resistance when their temperature changes. Metals increase their resistance when the temperature increases while carbon decreases its resistance when the temperature increases. Thus, metals have a positive temperature coefficient of resistance while carbon has a negative temperature coefficient. The smaller is the ternperature coefficient or the less the change of resistance with the change of temperature, the more perfetct is the resistance material.

Проводники – это материалы которые обладают низким сопротивления,потому этот ток легкопроходит через них. Чем меньше сопротивление материала тем больше тока может пройти через него. Наиболее распространенными проводниками являються металлы,а серебро и медь лучшие из них. Преимущество меди состоит в том ,что он рамного дешевле серебра. Поэтому медь широко используется для проволочных проводников. Одна из распространенных функцій проволочных проводников - это соединение источника напряжения с сопротивлением загрузки.Так как проводники из медной проволоки имеют очень низкое сопротивлениеи в них происходит минимальное падение напряжение. Нужно взять во внимание,что большинство материалов меняют величину сопротивления корда их температура меняется. Металлы повышают свое сопротивление корда повышается в то время как водород понижает свое сопротивление когда температура повышается. Таким образом металлы имеют положительный температурный коофициент сопротивления в то время как водород имеет отрицательный температурный коофициент.Чем меньше температурный коофициент или чем меньше изменение сопротивления тем больше сопротивление материала.

 

6.ON SEMICONDUCTORS A semiconductor is often defined as an electric conductor that has a conductivity intermediate between that of an insulator and that of metal. The more important semiconductors are: boron, germanium, silicon, selenium, phosphorus, gray tin and others. The mechanical properties of semiconductors vary greatly. However, in hardness, brittleness, and fracture strength, semiconducting crystals resemble insulating crystals more than they do metals. Besides their electric properties, which in themselves may be of great variety, semiconductors vary in such physical qualities as magnetism, specific heat and thermal conductivity. Semiconductors are widely used in electronics. They challenge vacuum tubes in many applications in the electronic industry. Engineers and physicists are going to solve many engineering problems by means of semiconductors.

Полупроводник Полупроводники часто определяются как электрический проводник который имеет проводимость промежуточную между диэлектриками и металлами. Наиболее важные полупроводники это бор, германий, кремний, селений, фосфор, серое олово. Механические свойства полупроводников сильно различаются. Однако по плотности, хрупкости и прочности на разрыв полупроводниковые кристаллы похожи на кристаллы диэлектриков больше чем на кристаллы металлов. Кроме своих электрических свойств которые сами по себе сильно различаются, полупроводники различаются по таким физическим свойствам как магнетизм, удельная тепло- и термопроводимость. Полупроводники широко используются в электронике. Они заменяют вакуумные трубки во многих сферах электронной промышленности. Инженеры и физики собираются решить много технических проблем с помощью полупроводников.

 

 

SEMICONDUCTORS A transistor is an active semiconductor device with three or more electrodes. By active we mean that the transistor is capable of current gain, voltage, amplification and power gain. A transistor is an electron device in which electronic conduction takes place within a semiconductor. A semiconductor is an electric conductor with resistivity in the range between metals and insulators, in which the electrical charge carrier concentration increases with increasing temperature over some temperature range. The resistivities of semiconductors and insulators decrease rapidly with rising temperatures, while those of metals increase relatively slowly. Unlike metals and insulators, the resistivity of semiconductors depends upon the direction of current flow. The direction of easiest current flow or lowest resistivity is called the forward direction, the direction of restricted current flow or highest resistivity is known as the reverse or back direction. Semiconductors, such as the elements germanium and silicon, possess two types of current carriers, namely, negative electrons and positive holes. A hole is a mobile vacancy in the electronic valence structure of a semiconductor which acts like a positive electronic charge with a positive mass. .

Полупроводник Транзистор –это активный полупроводник с 3 или более электродами. Под активностью подразумевается ,что транзистор - это коофициент усиления тока, напряжения Транзистор –это электронный прибор в котором имеет место электронная проводимость внутри полупроводника. Полупроводник – это электрический проводник, с сопротивлением, установленный между металлами и диэлектриками, в которых концентрация носителя электрического заряда увеличивается с увеличением температуры свыше определенного температурного уровня Сопротивляемость полупроводников и диэлектриков резко снижается с повышением температур, в то время как у металлов повышается относительно медленно. У разных металлов и диэлектриков сопротивляемость полупроводников зависит от направления потока тока. Направление слабого потока тока или очень маленькое сопротивление называется прямымнаправлением, направление ограниченного потока тока или очень высокое сопротивление известно как реверс или обратное направление Полупроводники такие как элементы германия и кремния обладают двумя типами тока а именно отрицательные электроны и положительные отверстия (дыры) Дыра – это подвижная (мобильная) пустота (свободное место).в электронной структуры валентности полупроводника который действует как положительный электронный зарядс положительной массой.

 

 

A circuit

This is a circuit. Its elements are a voltage source, a resistor and a conductor. The circuit consists of a voltage source, a resistor and a conductor. A voltage source supplies current. A resistor reduces current. A conductor connects the elements of the circuit. Compare circuit a with circuit b. What is the difference between them? Current passes through circuit a while no current passes through circuit b. Circuit b has an open. No current through circuit b results from an open. An open and a short are troubles in a circuit. A trouble in a circuit may result in no current in it. An Open in a Parallel Circuit An open in any circuit results in no current. In parallel circuits there is a difference between an open in the main line and an open in a branch: an open in the mainline of a circuit of this type results in no current in the whole circuit while an open in a parallel branch results in no current in that branch only. Let us take 2 parallel circuits a and b and compare them. Circuit a and circuit b are used to light bulbs. The first cir­cuit consists of the main line and three parallel branches. No bulb connected across this circuit can light since it has an open in the main line. Circuit b consists of the same elements as circuit a. It has an open—not in the mainline but in one of the branches. Since the open branch has no current, a bulb connected across it cannot light. In all the other branches current passes, since each branch is connected to the voltage source. Bulbs connected across these branches can light. This shows the advantage of a parallel circuit, since an open in one element opens only one branch while all the other branches can operate.

Это цепь. Ее элементы- источник напряжения, Резистор и проводник. Цепь состоит из источника напряжения резистора и проводника. Источник напряжения поддерживает ток. Резистор уменьшает ток. Проводник соединяет элементы цепи. Сравним цепь А с цепью В какая между ними разница? Ток проходит через цепь А в то время как в цепи В нет тока.Цепь В имеет разрыв.Ток не проходит через цепь В из-за разрыва.разрыв и короткое замыкание – это повреждения в цепи.Повреждения в цепи являются причинами отсутствия тока в ней. Разрыв в параллельной цепи. Разрыв в любой цепи это результат отсутствия тока. В параллельных цепях есть разница между разрывом главной линии и разрывом ответвлений. Разрыв в главной линии это отсутствие тока во всей цепи. В то время как разрыв в параллельном ответвлении это результат отсутствия тока только в данном участке. Давайте возьмет две параллельных цепи и сравним их. Цепь а и в используются для освещения ламп. Одна цепь состоит из главной линии и трех параллельных ответвлений. Не одна лампа в этой цепи не будет гореть пока главная цепь разорвана. Цепь в состоит из элементов как и цепь а. она имеет разрыв но не главной линии, а одного из ответвлений. Пока в разорванном ответвлении нет тока лампа не будет работать, во всех остальных ответвлениях тока проходит, т.к. каждая ветка присоединяется к источнику питания. Лампы присоединенные к этим ответвлениям могут работать. Это показывает преимущество параллельной цепи, пока есть разрыв только в одном элементе, все остальные могут работа