من ماذا تصنع مقابض اواني الطبخ
تصنع مقابض اواني الطبخ من
مواد عازلة أو غير موصلة .
المواد العازلة
المواد العازلة هي عبارة عن
مواد تقاوم أو لا تسمح بمرور الحرارة أو الكهرباء من خلالها .
ومن أمثلة المواد العازلة البلاستيك والخشب والقماش والزجاج والميكا والكوارتز .
ولأن العوازل مادة واقية وتوفر الحماية ضد الحرارة والصوت وبالطبع مرور الكهرباء فإنها تستخدم في العديد من التطبيقات منها صنع مقابض أواني الطبخ، وعلاوة على ذلك، لا تحتوي العوازل على أي إلكترونات حرة، هذا هو السبب الرئيسي لعدم قدرتها على توصيل الكهرباء.
الغازات ليست موصلة جيدة للكهرباء، لأن الذرات بعيدة جدًا، عن بعضها لذلك فهي غير قادرة على توصيل الإلكترونات.
خصائص المواد العازلة
-
المقاومة الكهربائية
-
نفاذية الهواء
-
عدم وجود إلكترونات حرة
المقاومة الكهربائية:
المقاومة الكهربية هي قدرة أي مادة على السماح بمرور التيار الكهربائي بها أو القدرة على إعاقة التيار الكهربائي من المرور، وتتمتع العوازل مثل الزجاج بقيمة مقاومة تصل إلى 1012 ميكرومتر، وتقل مقاومة العازل بشكل كبير في وجود الرطوبة وعندما تكون هناك زيادة في درجة الحرارة.
نفاذية الهواء :
وهي قدرة المادة على تمكين تدفق الهواء عبر مسامها ، والعوازل تتمتع بنفاذية عالية لأن الهواء نفسه عازل.
عدم وجود إلكترونات حرة:
في المواد العازلة، ترتبط إلكترونات التكافؤ ببعضها البعض بإحكام. ليس لديهم إلكترونات حرة لتوصيل الكهرباء.
استخدامات المواد العازلة
يتم استخدام
المواد العازلة
لصنع الزجاجات البلاستيكية الحرارية، وأيضًا يتم استخدامها لصنع الأسقف والجدران المقاومة للحريق.
تساعد عوازل الصوت في التحكم في مستوى الضوضاء فهي جيدة في امتصاص الصوت وبالتالي يتم استخدامها في المباني وقاعات المؤتمرات لجعلها خالية من الضوضاء.
تعمل العوازل الكهربائية على إعاقة تدفق الإلكترون أو مرور التيار من خلالها. لذلك تستخدم على نطاق واسع في لوحات الدوائر وأنظمة الجهد العالي، كما أنها تستخدم في طلاء الأسلاك والكابلات الكهربائية. [1]
المواد الموصلة
المواد الموصلة هي عكس المواد العازلة فهي
تسمح للحرارة والكهرباء، لأنها تسمح للإلكترونات بالتدفق بسهولة بداخلها من ذرة لذرة أخرى، وأيضًا تسمح بانتقال الحرارة بين ذراتها
.
والمواد الموصلة حولنا في كل مكان، فنحن البشر وحتى الحيوانات نعد من الموصلات، وهذا هو سبب تعرض البشر للصعق عن ملامسة تيار كهربي، لأن جسم الإنسان يوفر مسارًا خاليًا من المقاومة لتدفق التيار من سلك إلى الجسم.
خصائص الموصلات
- تسمح جميع الموصلات بحركة الإلكترونات والأيونات من خلالها.
- المجال الكهربي داخل الموصل يساوي صفرًا مما يسمح للإلكترونات بالتدفق بداخله.
- كثافة الشحنة داخل الموصل تساوي صفرًا.
- لا توجد أي شحنات حرة إلا على سطح الموصل.
- جميع نقاط الموصل لها نفس القدرة الكهربية.
أمثلة على المواد الموصلة
الفضة هي أفضل موصل للكهرباء
، لكنها مكلفة ولذا فإنها لا تستخدم في الصناعات ونقل الكهرباء.
النحاس والنحاس الأصفر والصلب والذهب والألمونيوم موصلات جيدة للكهرباء، وهي تستخدم في صناعة الدوائر والأنظمة الكهربائية على شكل أسلاك.
الزئبق موصل سائل ممتاز وبالتالي، يتم استخدامه في العديد من الأدوات. [2]
أشباه الموصلات
أشباه الموصلات هي مواد لها درجة توصيل تقع بين العوازل والموصلات، وأشهر أنواع أشباه الموصلات هما السيليكون والجرمانيوم، ويمكن أن تكون أشباه الموصلات مركبات مثل المركبات مثل زرنيخيد الغاليوم (GaAs) وأكسيد النحاس (Cu2O) وأكسيد الحديد (FeO).
وتتميز أشباه الموصلات عن العوازل بأن مستويات الطاقة الأخيرة تكون مملوءة بالكامل ولا يوجد بها أي الكترونات حرة، أما أشباه الموصلات فيمكن أن تكون مملوءة بالكامل، لكنه تحتاج كمية صغيرة جدًا من الطاقة أو المجال الكهربائي لإثارة الإلكترونات من المستوى المملوء إلى المستويات الأدنى من النطاق الشاغر.
وعلى عكس الموصلات تزداد الموصلية الكهربائية في أشباه الموصلات مع زيادة درجة الحرارة.
أنواع أشباه الموصلات
- أشباه الموصلات الذاتية
- أشباه الموصلات الخارجية
أشباه الموصلات الذاتية:
يسمى الموصل الذي يوصل الكهرباء في شكل نقي للغاية مادة شبه موصلة جوهرية، ويعد الجرمانيوم النقي (Ge) أو السيليكون النقي (Si) هما النوع الأكثر شيوعًا من أشباه الموصلات الذاتيه، وهذه المواد تكون عوازل عند درجة حرارة الصفر المطلق ولكنها تظهر خصائص التوصيل عند ارتفاع درجات الحرارة.
عندما ترتفع درجة الحرارة ، تتحرك بعض الإلكترونات عبر الشبكة بسبب الاصطدام، هذه الإلكترونات والثقوب الحرة مسؤولة عن توصيل الكهرباء على هذه الأنواع من أشباه الموصلات.
أشباه الموصلات الخارجية:
يتم الحصول على مادة شبه موصلة خارجية عن طريق إضافة شوائب معينة لمادة شبه موصلة لتوصيل الكهرباء من خلالها.
وتسمى عملية إضافة الشوائب إلى أشباه الموصلات بالمنشطات، عادةً ما تكون خصائص التوصيل لأشباه الموصلات الذاتية سيئة للغاية ولا يمكننا استخدامها في الأجهزة الإلكترونية، لذلك يتم إضافة بعض الشوائب داخل أشباه الموصلات الجوهرية لزيادة خصائص التوصيل بها.
استخدامات أشباه الموصلات
أشباه الموصلات هي المكون الشائع الذي يتم استخدامه في العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل:
- الآلات الحاسبة
- الهواتف المحمولة
- أجهزة الكمبيوتر المحمولة
- تكنولوجيا الطاقة الشمسية
- آلات الطباعة ثلاثية الأبعاد
- أجهزة استشعار درجة الحرارة
- السيارات الأوتوماتيكية
- شاشات led
- أجهزة الصراف الآلي للبنوك
- القطارات
- أجهزة الاتصال عبر الإنترنت.[3]