Springen naar inhoud

Elektrische geleiding


  • Log in om te kunnen reageren

#1

velgrem1989

    velgrem1989


  • >100 berichten
  • 228 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 december 2009 - 17:43

Hoe gebeurt elektrische geleiding nu eigelijk ?
Goede geleiders zijn materialen met een niet volledig gevulde valentie band, of een klein band gap tussen de valentie band en de volgende (geleidings)band.

Nu, als we dan zo'n materiaal nemen en we leggen een spanning op dat materiaal aan dan gaat dat materiaal geleiden door de relatief vrije elektronen. Maar wat gebeurt er dan eigenlijk juist? De elektronen kunnen in hun banden extra energie opnemen, maar die energie van die banden is toch eindig ? Dus wat ik dan zou denken dat eens ze aan het einde van hun band zitten en niet meer kinetische energie kunnen opslaan, dat er dan ineens een "energieboost" nodig is zodanig dat de elektronen terug verder kunnen versnellen.

Maar ik vermoed dat mijn geleidingsmechanisme niet echt correct is.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 46333 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 29 december 2009 - 19:47

Verplaatst naar vakforum
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 29 december 2009 - 23:41

De spanningbron zorgt voor continue toevoer van energie.
Of bedoel je dat niet?

#4

velgrem1989

    velgrem1989


  • >100 berichten
  • 228 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 30 december 2009 - 23:48

De spanningbron zorgt voor continue toevoer van energie.
Of bedoel je dat niet?

Dat bedoel ik wel ongeveer ,
de geleidingsband heeft een eindige "breedte" dus elektronen op die band kunnen maximaal een bepaalde energie Emax hebben, ma daar een elektrisch veld aan te leggen worden die elektronen aangetrokken en dus versneld, maar die versnelling kan toch niet blijven duren , want dan wordt hun kinetische energie te groot om die geleidingsband te kunnen blijven zitten , dan gaat hun energie groter worden dan Emax ?

#5

physicalattraction

    physicalattraction


  • >1k berichten
  • 3249 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 13 januari 2010 - 16:33

Ze worden dan ook niet oneindig veel versneld. Elektronen kunnen hooguit de potentiële energie die ze hebben dankzij de spanningsbron (q*V) omzetten in kinetische energie (uitgaande van geen weerstand).

Bedenk dat elektronen tijdens het "lopen" geen energie krijgen, er geldt energiebehoud. De energie hadden ze al aan potentiële energie, ze "glijden" van een energiehelling af als een bal van een heuvel afrolt. Zoals een bal nooit spontaan kan gaan vliegen doordat hij teveel kinetische energie krijgt, zo kan een elektron nooit uit de band waar hij in zat door het verkrijgen van kinetische energie.

#6

xeth

    xeth


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 13 januari 2010 - 22:42

Hier een poging om een en ander te verduidelijken:
ik moet je echter waarschuwen dat mijn uitleg meestal saai en langdradig is, bovendien is alles gesteund op kennis die ruim 30 jaar geleden werd vergaard. Mogelijk zijn er tegenwoordig andere visies op deze uiteenzetting, maar toch ...
Bij geleiders liggen de geleidingsband en de valentieband tegen elkaar of overlappen elkaar zelfs. Dit brengt met zich mee dat sommige of alle valentieelektronen reeds voldoende energie bezitten om geleiding te veroorzaken.
Met andere woorden: de valentieelektronen kunnen overgaan naar de geleidingsband zonder dat ze energie hebben bijgekregen.
Hoe zit het mechanisme van de geleiding nu in elkaar?
Indien we spreken van geleiding dan verstaan we hierdoor een verplaatsing van ladingen door een stof. We vragen ons nu af hoe een lading kan verplaatst worden van één punt naar een ander.
1° mogelijkheid.
Een elektron gaat van de valentieband naar de geleidingsband door energie op te nemen en is vrij in zijn verplaatsingen.
Het is dus gemakkelijk in de geleidingsband kleine energieniveau's te doorlopen om van het ene atoom naar het andere te kunnen overgaan.
2° mogelijkheid.
In deze mogelijkheid kan het elektron verschillende atomen verspringen in de VALENTIEBAND indien deze nieuwe baan niet vol zit.
Dit verschijnsel kan echter ook optreden bij volle banen waarbij juist één elektron overgegaan is naar de geleidingsband (daardoor is de valentieband dus niet meer vol).
In deze mogelijkheid van geleiding zullen we niet spreken van de geleiding van elektronen maar van fiktieve positieve ladingen die men een GAT noemt.
Geleiding kan dus plaats vinden door verplaatsing van elektronen in de geleidingsband of door verplaatsing van gaten in de valentieband.
Onder invloed van een aangelegde elektrische spanning verplaatsen de elektronen (en/of de gaten) zich dus door de geleider. De energie die door deze elektronen wordt opgenomen is kinetische inergie in de zin van zich kriskras verplaatsen door de geleider en niet in de zin van sneller rond de kern gaan draaien en in een hogere baan terechtkomen. Het waren al elektronen met de maximaal mogelijke energie in de valentie of geleidingsband.
Tenslotte: De snelheid die de elektronen in de lengterichting van de geleider halen ligt niet zo bijster hoog, ze komt in de buurt van enkele meters per seconde - let wel, dit zijn gegevens uit lang vervlogen tijden, ik zou er naast kunnen zitten.
Hopelijk helpen deze beschouwingen om het geleidingsmechanisme te begrijpen.

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 46333 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 16 januari 2010 - 16:12

Ten slotte: De snelheid die de elektronen in de lengterichting van de geleider halen ligt niet zo bijster hoog, ze komt in de buurt van enkele meters per seconde

Eerder in de orde van grootte van meters per uur onder normale omstandigheden. Dat lijkt niks, maar dan nog passeren elke seconde triljarden elektronen een bepaald punt in de geleider.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures