مقارنة بين الموصلات والعوازل وأشباه الموصلات

الموصلات والعوازل وأشباه الموصلات من حيث التعريف

يوجد العديد من الطرق لتصنيف المواد حسب طبيعتها، ويمكن تصنيف المواد المحيطة في حياة الإنسان وفقًا لقابليتها في توصيل الكهرباء كما يأتي:

الموصلات الكهربائية (Electrical Conductors)

تُعرف الموصلات الكهربائية بأنها المواد التي تسمح بمرور التيار الكهربائي من خلالها بسهولة، وبالتالي توصيل التيار الكهربائي، وهذه الخاصية تُعرف بالخاصية الموصلية للتيار الكهربائي (Conductivity)، إذ تحتوي هذه المواد على إلكترونات حُرة موجودة على سطحها وبالتالي تسمح بحركة الإلكترونات عبرها بسهولة.

وهذا هو السبب وراء قدرة هذه المواد على توصيل التيار الكهربائي.

العوازل الكهربائية (Electrical Insulators)

تُعرف بأنها المواد التي تمنع حركة التيار الكهربائي خلالها ولا تسمحها، وتعرف هذه الخاصية باسم المقاومة النوعية (Resistivity)، ويعود عمل هذه المواد إلى قدرتها على عرقلة سير الإلكترونات خلالها.

إذ تعمل العوازل الكهربائية على عرقلة سير الإلكترونات عبرها بسبب عدم احتوائها على إلكترونات حرة على سطحها، كما أن المواد العازلة للكهرباء تتميز بالروابط التساهمية القوية ما بين إلكترونات الذرات المكونة لها مع نواة الذرة، على عكس المواد الموصلة للكهرباء التي تكون فيها الرابطة بين الإلكترونات والذرات أضعف.

أشباه الموصلات (Semiconductor)

أشباه الموصلات هي المواد التي تقع ما بين الموصلات الكهربائية والعوازل الكهربائية في خصائصها المتعلقة بتوصيل التيار الكهربائي، ومن أشهرها السيليكون والجرمانيوم، ويمكن إضافة نسبة معينة من العوالق والشوائب في تركيب المواد شبه الموصلة، مما يؤدي إلى إحداث فرق كبير في موصلية هذه المواد.

الموصلات والعوازل وأشباه الموصلات من حيث الخصائص

وفيما يأتي جدول مقارنة بين المواد الموصلة والعازلة وأشباه الموصلات، يُوضح أهم نقاط المفارقة بينهم:

من حيث	الموصلات	العوازل	أشباه الموصلات
الموصلية الكهربائية	10^7 (Ω-m)^-1.	أقل من 10^-10(Ω-m)^-1.	تعتمد قيمة الموصلية الكهربائية لأشباه الموصلات على نسبة العوالق والشوائب التي يتم إضافتها للمادة شبه الموصلة، وتقدر بنحو 10 ×- 10 mho/m
المقاومة النوعية	عادة ما تكون المقاومة النوعية للموصلات قليلة جدًا، أقل من 0.1 Ω (أوم) .	عادة ما تكون عالية جدًا للعوازل أكثر من 50 مليون Ω .	10 - 10 Ωm
معامل المقاومة	موجب.	سالب.	سالب.
معامل درجة الحرارة	يمكن للموصلات توصيل الحرارة.	لا يمكن للعوازل توصيل الحرارة.	سيئة التوصيل للحرارة.
تدفق التيار	تسمح الموصلات الكهربائية بمرور التيار الكهربائي خلالها بسهولة.	لا تسمح العوازل الكهربائية بمرور التيار الكهربائي.	تسمح أشباه الموصلات بمرور التيار الكهربائي، ولكن بدرجة أقل من الموصلات.
حامل الشحن	الإلكترونات.	لا يوجد لها حامل للشحنة.	إلكترونات مدار التكافؤ.
تكافؤ الإلكترونات في الغلاف الخارجي	تحتوي الموصلات الكهربائية الممتازة على إلكترون متكافئ واحد.	تحتوي العوازل الكهربائية الممتازة على 8 إلكترونات متكافئة.	تحتوي أشباه الموصلات على 4 إلكترونات متكافئة.
نطاق الطاقة	تحتوي الموصلات الكهربائية على العديد من الإلكترونات في نطاق الطاقة.	لا تحتوي العوازل على العديد من الإلكترونات في نطاق الطاقة.	يمكن للإلكترونات أن تنتقل إلى نطاق الطاقة لكن ليس بسهولة المواد الموصلة للكهرباء.
تأثير الحرارة على المقاومة	في الموصلات الكهربائية، تزداد المقاومة بزيادة درجة الحرارة.	في العوازل الكهربائية، تقل المقاومة كلما زادت درجة الحرارة.	كلما زادت درجة الحرارة المؤثرة على أشباه الموصلات، تقل المقاومة.
السلوك عند درجة الحرارة المطلقة	تفقد الموصلات جميع خصائص المقاومة الكهربائية عند درجة الحرارة المطلقة فتصبح فائقة التوصيل للكهرباء.	تبقى عازلة للكهرباء.	تتصرف أشباه الموصلات كعوازل للتيار الكهربائي عند درجة الحرارة المطلقة.
فجوة النطاق	لا توجد فجوة في النطاق للموصلات الكهربائية.	توجد فجوة نطاق واسعة جدًا للعوازل الكهربائية.	فجوة النطاق لأشباه الموصلات معتدلة.
نوع الرابطة	تحتوي الموصلات الكهربائية على الروابط المعدنية (metallic bond) بين ذراتها.	تحتوي العوازل الكهربائية على الرابطة الأيونية (ionic bond)، أو الرابطة التساهمية (covalent bond) بين ذراتها.	تحتوي أشباه الموصلات على الرابطة التساهمية بين ذراتها.
أمثلة	المعادن المختلفة مثل الذهب والنحاس والحديد، الإنسان، والكرة الأرضية.	البلاستك، والخشب، والزجاج، والمطاط، والزيوت.	السيليكون والجرمانيوم، والزرنيخ، والقصدير، والسيلينيوم، والتيلوريوم.

وفيما يأتي توضيح لبعض المصطلحات التي ذُكرت:

درجة الحرارة المطلقة

(بالإنجليزية: Thermodynamic Temperature) وهي إحدى المبادئ الأساسية في الديناميكا الحرارية ، ويتم تفسيرها باستخدام القانون الثالث من قوانين الديناميكا الحرارية، وهي درجة الحرارة التي يتم قياسها عند الصفر المطلق، وعند درجة الحرارة هذه لا يمكن للمادة أن تبرُد أكثر من ذلك، وتكون المادة في هذه الحالة في أقل مستوياتها المُمكنة من الطاقة.

فجوة النطاق

(بالإنجليزية: Band Gap) وهي أقل مقدار من الطاقة الذي يلزم حتى يقل ارتباط الإلكترونات بالذرة، وعندما يتم تطبيق فجوة النطاق ويقل ارتباط الإلكترونات بالذرة، يدخل الإلكترون في الحالة الحُرة التي تمكنه من توصيل التيار الكهربائي.

نطاق الطاقة

وهو النطاق العلوي الذي يحتوي على أقل عدد من الإلكترونات.

معامل المقاومة

والذي يصف زيادة المقاومة مع زيادة درجة الحرارة، وبالتالي نقصان تدفق التيار الكهربائي.

2023-12-1915تعليم

مزيد من المشاركات

معنى الحب الأفلاطوني

معنى الحب الأفلاطوني الحب الأفلاطوني هو علاقة تنطوي على عاطفة قوية بدون أي انجذاب رومانسي أو جسدي، يشعر فيها الطرفين بالاهتمام والشوق للقاء أحدهما الآخر، والحب الأفلاطوني مصطلح تم اشتقاقه من الفلسفة اليونانية من خلال كتابات ومناقشات الكاتب والمفكر أفلاطون الذي لم يتلفظ بمصطلح الحب الأفلاطوني ولكنه أشار إلى أن الحب موجود بأشكال فكرية وروحية وبعيدة عن معاني الشهوة والانجذاب الجسدي، ليتم فيما بعد تبسيط وجهات نظر أفلاطون وتلخيصها بأن الحب الذي يقوم على الانجذاب والتقارب يسمى حب رومانسي، أما الحب

بحث عن علم الفلك

تعريف علم الفلك يعرّف علم الفلك (بالإنجليزية:Astronomy) بأنه العلم الذي يدرس الشمس والقمر والنجوم والكواكب والمذنبات والغاز والمجرات والأتربة والأجسام والظواهر الأخرى غير الأرضية، كما وتعرف ناسا علم الفلك بأنه دراسة النجوم والكواكب والفضاء، كما وارتبط علم الفلك قديماً بالتنجيم ولكن التنجيم لا يعتبر علماً ولم يُعترف به على أنه مرتبط بعلم الفلك، وقد ركز علم الفلك تاريخياً على دراسة الأجسام السماوية، بينما يتضمن علم الفلك الحديث العديد من خصائص الحركة وخصائص الأجسام السماوية. نطاق علم الفلك توسع

مفهوم التربية الرياضية

التربية الرياضية تُعرّف التربية الرياضية على أنّها منهج تعليمي وعلم قائم بحد ذاته يتلقاه الطالب، إلى جانب العديد من العلوم الأُخرى، وهي الوسيلة التربويّة العصريّة، التي تُساهم في رفع مستوى نتاج الطالب التعليمي أو تحصيله المدرسي، كما تمده باللياقة البدنيّة العالية، وتمنحه الجسم السليم؛ فكما يُقال العقل السليم في الجسم السليم. يظن البعض أنّ التربيةَ الرياضية مقتصرةٌ على الحركات الجسديّة، أو المجهود الحركي، إلى جانب ممارسة الألعاب الرياضيّة المختلفة؛ بيد أنّها إحدى الوسائل التربوية، التي تُنمّي

قطع نحوية على المعرب والمبني

قطع نحوية على المعرب والمبني تنقسم الأسماء و الأفعال في اللغة العربية إلى مٌعربة ومبنية وفيما يأتي قطع نحوية تشمل أسماء وأفعال معربة ومبنية: قطع نحوية على الفعل المضارع المعرب فيما يأتي قطع نحوية على الفعل المضارع المُعرب: "نعمةُ البيان من أجَلّ النعم التي يسبغُها الله على الإنسان، وعلى قدر جَلال النِّعم يعظمُ حقُّها، ويُستَوجب شُكرُها ويبيِّنُ الإسلامُ كيفَ يَستفيدُ الناسُ من هذه النِّعمَةِ المُسداةِ، ويجعلون كلامَهم طَريقًا إلى الخير المنشود فإنَّ أكثر الناس لا ينقطعُ لهم كلام، ولا تهدأ

ما هي آداب الصلاة؟

الصلاة عبادةٌ من أجلّ العبادات، وهي الركن الثاني من أركان الإسلام ، وللصلاة أركانٌ وشروطٌ لا بدّ من توافرها حتّى تصحّ، كما أنّ لها آدابًا تزيد من إتقانها وتُعظم ثوابها، وفيما يلي تفصيلٌ لهذه الآداب. ما هي آداب الصلاة؟ فيما يلي ذكرٌ لجملةٍ من الآداب التي يستحبّ للإمام والمأموم الحرص على مراعاتها والقيام بها عند أداء الصلاة. آداب الإمام في الصلاة يستحبّ للإمام أن التحلي بمجموعة من الآداب ومنها: تخفيف الصلاة على المصلين ولكن بشرط الكمال والتمام للصلاة، وما دلنا على ذلك قول النبي محمد صلى الله

تعريف البلاغة عند القدماء

تعريف البلاغة عند القدماء تردُ البلاغة في معاجم اللغة من كونها مصدر مشتق من الجذر الثلاثي للفعل "بلغ" يبلغ بلوغًا أيّ بلغ الشيء مراده، ووصل وانتهى، وتعني أيضًا: التحدث بلغةٍ تتصف بالفصاحة بما يتلاءم مع واقع الحال، أمّا في الاصطلاح، فالبلاغة ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالكلام، إذ تُعرف بأنّها مطابقة الكلام لمقتضى الحال مع فصاحة ألفاظه أكانت مفردةً أو مركبةً. التأصيل المعرفي لمفهوم البلاغة عند العرب شغلت الساحة الثقافية في القرنين الثاني والثالث الهجريين، جهود بحثية من قبل علماء عنوا عنايةً فائقةً في

ما عدد الدول العربية

الدول العربية هي عبارة عن دول واقعة في قارّة آسيا وقارّة إفريقيا، حيث يبلغ عددها 22 دولة؛ يقع منها 12 دولة في قارّة آسيا، و10 دول في قارة إفريقيا، وجغرافياً تمتد الدول العربية من المحيط الأطلسي في جهة الغرب إلى الخليج العربي وبحر العرب في جهة الشرق، والدول العربية هي: الدول العربية الآسيويّة المملكة العربية السعوديّة عاصمتها مدينة الرياض، وتقع جغرافيّاً في الوسط من شبه الجزيرة العربيّة، وتبلغ مساحة أراضيها 2,149,690 كم²، وتقسّم إداريّاً إلى ثلاث عشرة منطقة، وعلمتها الرسمية الريال السعودي.

الحديث الشريف

الحديث الشريف يتناول هذا المقال تعريف الحديث الشريف اصطلاحاً، وضوابط الحديث الصحيح، وأنواع الحديث من حيث قائله وطرق وصوله. تعريف الحديث الشريف اصطلاحاً يقصد بالحديث النبويّ الشريف اصطلاحاً عند أهل العلم: كلّ ما أضيف إلى النبيّ صلّى الله عليه وسلّم، وأُثر عنه من قولٍ، أو فعلٍ، أو تقريرٍ، إضافةً إلى ما أُثِر عنه من وصفٍ جسديٍّ أو خُلُقيّ. شروط الحديث الصحيح جاء تحديد شروط الحديث الصحيح نتيجة استقراء أهل العلم لكلام أهل الحديث وعباراتهم وتطبيقات المختصين بالرواية والتصنيف في الحديث، ويمكن إجمال