Khái niệm cấu tạo của vật liệu điện

17-07-2020, 3:20 pm

Vật liệu điện là tất cả những chất liệu dùng để sản suất các thiết bị sử dụng trong lĩnh vực ngành điện. Thường được phân ra các vật liệu theo đặc điểm, tính chất và công dụng của nó, thường là các vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện, vật liệu bán dẫn và vật liệu dẫn từ.

1.CẤU TẠO NGUYÊN TỬ CỦA VẬT LIỆU 

Nguyên tử là phần tử cơ bản nhất của vật chất. Mọi vật chất đều được cấu tạo từ nguyên tử và phân tử theo mô hình nguyên tử của Bo. 

Nguyên tử được cấu tạo bởi hạt nhân mang điện tích dương (gồm proton p và nơtron n) và các điện tử mang điện tích âm (electron, ký hiệu là e) chuyển động xung quanh hạt nhân theo một quỹ đạo xác định. 

Nguyên tử : Là phần nhỏ nhất của một phân tử có thể tham gia phản ứng hoá học, nguyên tử gồm có hạt nhân và lớp vỏ điện tử hình 1.1 

– Hạt nhân : gồm có các hạt Proton và Nơrton

– Vỏ hạt nhân gồm các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo xác định. 

Tùy theo mức năng lượng mà các điện tử được xếp t

hành lớp. 

Do điện tử có khối lượng rất nhỏ cho nên độ linh hoạt của tốc độ chuyển động khá cao. Ở một nhiệt độ nhất định, tốc độ chuyển động của electron rất cao. Nếu vì nguyên nhân nào đó một nguyên tử bị mất điện tử e thì nó trở thành Ion (+), còn nếu nguyên tử nhận thêm e thì nó trở thành Ion (-).

Quá trình biến đổi 1 nguyên tử trung hòa trở thành điện tử tự do hay Ion (+) được gọi là quá trình Ion hóa. 

Để có khái niệm về năng lượng của điện tử xét trường hợp đơn giản của nguyên thử Hydro, nguyên tử này được cấu tạo từ một proton và một điện tử e . Nói chung các vấn đề liên quan tới vật liệu điện hay dây điện rất trừu tượng bạn có thể mất rất nhiều time để tìm hiểu chúng.

Khi điện tử chuyển động trên quỹ đạo có bán kính r bao quanh hạt nhân, thì giữa hạt nhân và điện tử e có 2 lực: 

Mỗi điện tử của nguyên tử đều tương ứng với một mức năng lượng nhất định và để di chuyển nó tới quỹ đạo xa hơn phải cung cấp năng lượng cho điện tử,… Năng lượng của điện tử phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo chuyển động. Điện tử ngoài cùng có mức năng lượng thấp nhất do đó dễ bị bứt ra và trở thành trạng thái tự do. Năng lượng cung cấp cho điện tử e để nó trở thành trạng thái tự do gọi là năng lượng Ion hóa (Wi). Để tách một điện tử trở thành trạng thái tự do thì phải cần một năng lượng Wi  We. Khi Wi  We chỉ kích thích dao động trong một khoảng thời gian rất ngắn, các nguyên tử sau đó lại trở về trạng thái ban đầu.