Charge Carriers in Different Materials
Quatre conducteurs côte à côte — un métal, un électrolyte, un semi-conducteur et un gaz ionisé — chacun avec un jeu différent de porteurs en mouvement. Quel que soit ce qui transporte réellement la charge, le courant conventionnel sort dans le même sens dans les quatre.
Comment utiliser cette simulation
- Appuyez sur Metal pour voir la conduction par les seuls électrons libres
- Appuyez sur Electrolytic solution pour regarder les ions positifs et négatifs se séparer
- Appuyez sur Semiconductor pour suivre électrons et trous se déplaçant en sens opposés
- Appuyez sur Ionised gas pour voir électrons légers et ions positifs lourds porter le même courant
Ce qu’il faut observer
- La flèche du courant conventionnel pointe dans le même sens dans les quatre matériaux
- Dans l'électrolyte les deux espèces d'ions bougent, et toutes deux ajoutent au courant au lieu de s'annuler
- Les trous du semi-conducteur dérivent avec le champ tandis que ses électrons dérivent contre lui
- Les électrons du gaz ionisé vont bien plus vite que les ions positifs, mais les deux transportent de la charge
- Seul le métal n'a qu'un type de porteur : les trois autres conduisent de deux façons à la fois
La physique derrière
Un métal conduit uniquement par électrons libres, tous négatifs et tous dérivant dans le même sens. Un électrolyte transporte des ions positifs et négatifs circulant en sens opposés, et les deux contribuent au même courant conventionnel. Un semi-conducteur ajoute des trous, qui se comportent comme des porteurs positifs mobiles à côté de ses électrons. Un gaz ionisé transporte électrons et ions positifs ensemble. Dans tous les cas le sens conventionnel est fixé par le champ et non par le porteur : un porteur négatif allant dans un sens compte exactement comme un porteur positif allant dans l'autre.