Elektrijuhtivus

See artikkel räägib aine võimest elektrit juhtida; keha elektrijuhtivust iseloomustava suuruse kohta vaata artiklit Juhtivus; aine elektrijuhtivust iseloomustava suuruse kohta vaata artiklit Erijuhtivus

---

Elektrijuhtivus on aine või materjali või keha võime võimaldada endas elektrivoolu elektrivälja toimel.

Aine elektrijuhtivust iseloomustav füüsikaline suurus on erijuhtivus, mis on eritakistuse pöördsuurus. Keha elektrijuhtivust iseloomustav füüsikaline suurus on juhtivus.

Elektrijuhtivuse põhjused

Elektrivoolu juhtimise võime tuleneb liikumisvõimeliste laetud osakeste ehk laengukandjate (elektronide või ioonide) olemasolust aines. Elektrivälja mõjul hakkavad need osakesed korrapäraselt liikuma, moodustades elektrivoolu.

Laengukandjate loomuse järgi eristatakse järgmisi elektrijuhtivuse liike:

• elektronjuhtivus, näiteks metallides;
• elektronjuhtivus ja aukjuhtivus, pooljuhtides;
• ioonjuhtivus, näiteks elektrolüütides;
• elektron-ioonjuhtivus, näiteks plasmas.

Elektrijuhtivust iseloomustavad suurused ja nende seos teiste suurustega

Elektrivoolu tugevus I sõltub juhile rakendatud potentsiaalide vahest V, mis määrab elektrivälja tugevuse Е juhis.

Konstantse ristlõikega isotroopse juhi korral Е = —V/L, kus L on juhi pikkus. Voolutihedus j mingis punktis sõltub väljatugevusest Е selles punktis ning on väljatugevusega samasuunaline. Seda sõltuvust väljendatakse Ohmi seadusega: j = σЕ; väljatugevusest sõltumatut kordajat σ nimetatakse erijuhtivuseks; selle pöördsuurust ρ = 1/σ nimetatakse eritakistuseks. Eri materjalide puhul on erijuhtivuse (ja eritakistuse) väärtused oluliselt erinevad.

Üldjuhul on voolutiheduse sõltuvus väljatugevusest mittelineaarne ning kordaja σ sõltub väljatugevusest. Siis kasutatakse diferentsiaalset erijuhtivust σ = dj/dE.

Anisotroopsetes keskkondades, näiteks monokristallides, on σ teist järku tensor. Kristallis võib elektrijuhtivus olla eri suundades erinev, nii et väljatugevuse ja voolutiheduse vektor ei pruugi olla kollineaarsed.

== Erijuhtivuse (σ) järgi jaotatakse aineid järgmiselt:

• elektrijuhid – σ >10⁶ S/m;
• pooljuhid – σ = 10⁶...10⁻⁸ S/m;
• dielektrikud ehk mittejuhid – σ <10⁻⁸ S/m.

See jaotus on tinglik, sest erijuhtivus sõltub oluliselt aine olekust.

Elektrijuhtivust mõjutavad tegurid

Ühe ja sellesama aine erijuhtivus sõltub temperatuurist, aine agregaatolekust, defektidest jt aine struktuuriomadustest ning magnetväljast, kiirgustest, tugevast elektriväljast jt välismõjudest.

Molekulaarkineetiline iseloomustus

Laengukandjate vabadust iseloomustab vaba tee aja ja karakteerse põrkumisaja suhe: mida suurem see on, seda suurema õigusega võib laengukandjat nimetada vabaks. Erijuhtivust σ saab väljendada

Vaata ka

• Takistus
• Elektrotehniliste suuruste ja mõõtühikute loend