Charge Carriers in Different Materials
Vier Leiter nebeneinander — ein Metall, ein Elektrolyt, ein Halbleiter und ein ionisiertes Gas — jeder mit einem anderen Satz von Trägern im Inneren. Was auch immer die Ladung tatsächlich transportiert: Die technische Stromrichtung zeigt in allen vieren in dieselbe Richtung.
So benutzt du diese Simulation
- Drücken Sie Metal, um die Leitung allein durch freie Elektronen zu sehen
- Drücken Sie Electrolytic solution, um positive und negative Ionen sich trennen zu sehen
- Drücken Sie Semiconductor, um Elektronen und Löcher in entgegengesetzte Richtungen zu verfolgen
- Drücken Sie Ionised gas, um leichte Elektronen und schwere positive Ionen denselben Strom tragen zu sehen
Worauf du achten solltest
- Der Pfeil der technischen Stromrichtung zeigt in allen vier Materialien in dieselbe Richtung
- Im Elektrolyten bewegen sich beide Ionensorten, und beide addieren sich zum Strom, statt sich aufzuheben
- Die Löcher im Halbleiter driften mit dem Feld, seine Elektronen dagegen
- Die Elektronen im ionisierten Gas sind weit schneller als die positiven Ionen, doch beide transportieren Ladung
- Nur das Metall hat eine einzige Trägersorte — die anderen drei leiten auf zwei Weisen zugleich
Die Physik dahinter
Ein Metall leitet allein über freie Elektronen, alle negativ und alle in dieselbe Richtung driftend. Ein Elektrolyt transportiert positive und negative Ionen, die in entgegengesetzte Richtungen wandern, und beide tragen zum selben technischen Strom bei. Ein Halbleiter fügt Löcher hinzu, die sich neben seinen Elektronen wie bewegliche positive Träger verhalten. Ein ionisiertes Gas transportiert Elektronen und positive Ionen gemeinsam. In allen Fällen legt das Feld die technische Richtung fest, nicht der Träger: Ein negativer Träger in der einen Richtung zählt genauso wie ein positiver in der anderen.