Geleidende en isolerende materiale

materiaal wat elektrisiteit gelei

Die geleidende en isolerende materiale hulle word geklassifiseer volgens hul gedrag met betrekking tot elektrisiteit. Daar is diegene wat in staat is om elektrisiteit te gelei en ander wat, inteendeel, dit nie kan doen nie. Hierdie materiale het verskillende eienskappe en word in verskillende sektore van nywerheid en tuis gebruik.

In hierdie artikel gaan ons jou alles vertel wat jy moet weet oor geleidende en isolerende materiale en waarvoor elkeen daarvan is.

Geleidende en isolerende materiale

geleidende en isolerende materiale

Materiaal kan in twee breë kategorieë verdeel word: geleiers en isolators. Dit sal meer korrek wees om hulle as goeie geleiers en slegte geleiers te definieer, afhangende van of elke materiaal bestuur vergemaklik of belemmer. Hierdie verdeling beïnvloed óf termiese geleiding (dws hitte-oordrag) óf elektriese geleiding (dws stroomvloei).

Of 'n stof elektrisiteit gelei of nie, hang af van die gemak waarmee elektrone daardeur kan beweeg. Die protone beweeg nie omdat hulle, hoewel hulle 'n elektriese lading dra, met ander protone en neutrone in die kern bind. Valenselektrone is soos eksoplanete wat om sterre wentel. Hulle word genoeg aangetrokke om in plek te bly, maar Dit verg nie altyd baie energie om hulle uit hul plek te kry nie.

Metale verloor en kry maklik elektrone, so hulle heers oor die lys van geleiers. Organiese molekules is meestal isoleerders, deels omdat hulle deur kovalente bindings (gewone elektrone) bymekaar gehou word, maar ook omdat waterstofbindings baie molekules help stabiliseer. Die meeste materiale is nie goeie geleiers of goeie isoleerders nie. Hulle gelei nie maklik elektrisiteit nie, maar met genoeg energie beweeg elektrone.

Sommige isolerende materiale word in 'n suiwer toestand gevind, maar hulle tree op of reageer as hulle met klein hoeveelhede van 'n ander element gedoteer word of as hulle onsuiwerhede bevat. Die meeste keramiek is byvoorbeeld uitstekende isoleerders, maar as jy dit verander, kan jy supergeleiers kry. Suiwer water is 'n isolator, maar vuil water is minder geleidend, terwyl soutwater met vryswewende ione goed gelei.

Wat is 'n geleidende materiaal?

geleidende en isolerende materiale

Geleiers is daardie materiale wat elektrone toelaat om vrylik tussen deeltjies te vloei. Voorwerpe gemaak van geleidende materiale sal ladingoordrag oor die hele oppervlak van die voorwerp toelaat. As 'n lading op 'n sekere plek na 'n voorwerp oorgedra word, word dit vinnig oor die hele oppervlak van die voorwerp versprei.

Die verspreiding van lading is die gevolg van die beweging van elektrone. Geleidende materiale laat toe dat elektrone van een deeltjie na 'n ander vervoer word omdat 'n gelaaide voorwerp altyd sy lading sal versprei totdat die algehele afstootkrag tussen oortollige elektrone tot die minimum beperk is. Op hierdie manier, as 'n gelaaide geleier met 'n ander voorwerp in aanraking kom, kan die geleier selfs sy lading na daardie voorwerp oordra.

Lading-oordrag tussen voorwerpe sal meer waarskynlik plaasvind as die tweede voorwerp van geleidende materiaal gemaak is. Geleiers laat ladingoordrag toe deur die vrye beweging van elektrone.

Wat is 'n halfgeleiermateriaal?

metale

Onder die geleidende materiale vind ons materiale wat dieselfde funksie het maar wat ook as isoleerders kan optree, alhoewel dit van verskeie faktore afhang. Hierdie faktore is:

  • elektriese veld
  • magnetiese veld
  • presión
  • invallende bestraling
  • die temperatuur van jou omgewing

Die mees gebruikte halfgeleier materiale is silikon, germanium en eers onlangs is swael gebruik as 'n halfgeleiermateriaal.

Wat is 'n supergeleidende materiaal?

Hierdie materiaal is fassinerend omdat dit die inherente vermoë het dat die materiaal elektriese stroom moet gelei, maar onder die regte omstandighede, sonder weerstand of verlies aan energie.

Oor die algemeen neem die weerstand van metaalgeleiers af met dalende temperatuur. Wanneer 'n kritieke temperatuur bereik word, daal die weerstand van die supergeleier dramaties, maar verseker dat die energie binne aanhou vloei, al is dit sonder krag. Supergeleiding word geskep.

Dit kom voor in 'n wye verskeidenheid materiale, insluitend eenvoudige legerings soos tin of aluminium wat nie elektriese weerstand vertoon nie, en sodoende verhoed dat die materiaal sy domein betree. Wat die Meissner-effek is, dit laat toe dat die materiaal afgestoot word en dit aan die gang hou.

Wat is 'n isolerende materiaal

Anders as geleiers, is isolators materiaal wat die vrye vloei van elektrone van atoom tot atoom en van molekule tot molekule verhoed. As die las op 'n sekere plek na die isolator oorgedra word, sal die oortollige las op die oorspronklike plek van die las bly. Isolerende deeltjies laat nie vrye vloei van elektrone toe nie, dus word die lading selde eweredig oor die oppervlak van die isolerende materiaal versprei.

Alhoewel isolators nie nuttig is vir ladingoordrag, speel 'n belangrike rol in elektrostatiese eksperimente en demonstrasies. Geleidende voorwerpe word gewoonlik op isolerende voorwerpe gemonteer. Hierdie rangskikking van die geleiers bokant die isolator verhoed die oordrag van lading vanaf die geleidende voorwerp na sy omgewing, en vermy ongelukke soos kortsluitings of elektrokusie. Hierdie rangskikking stel ons in staat om die geleidende voorwerp te manipuleer sonder om daaraan te raak.

Ons kan dus sê dat die isolerende materiaal dien as 'n handvatsel vir die geleier bo-op die mobiele laboratoriumtafel. Byvoorbeeld, as 'n aluminium koeldrankblikkie gebruik word om die eksperimente te laai, die blikkie moet bo-op die plastiekbeker gemonteer word. Die glas dien as 'n isolator, wat voorkom dat die koeldrankblikkie lek.

Voorbeelde van geleidende en isolerende materiale

Voorbeelde van geleidende materiale sluit die volgende in:

  • betaal
  • koper
  • goud
  • aluminium
  • yster
  • acero
  • koper
  • brons
  • kwik
  • grafiet
  • seewater
  • konkrete

Voorbeelde van isolasiemateriaal sluit die volgende in:

  • vaartuie
  • rubber
  • olie
  • teerpad
  • veselglas
  • porselein
  • keramiek
  • kwarts
  • katoen (droog)
  • papier (droog)
  • droë hout)
  • die plastiek
  • lug
  • diamante
  • suiwer water
  • uitveër

Die verdeling van materiale in die kategorieë van geleiers en isolators is iets van 'n kunsmatige verdeling. Dit is meer gepas om die materiaal iewers langs die kontinuum te plaas.

Dit moet verstaan ​​word dat nie alle geleidende materiale dieselfde geleidingsvermoë het nie, en nie alle isolators is ewe bestand teen die beweging van elektrone nie. Geleidingsvermoë is analoog aan die deursigtigheid van sommige materiale vir lig.: Materiale wat maklik lig "deurlaat" word "deursigtig" genoem, terwyl dié wat nie maklik "deurlaat" "ondeursigtig" genoem word. Nie alle deursigtige materiale het egter dieselfde optiese geleidingsvermoë nie. Dieselfde geld vir elektriese geleiers, sommige is beter as ander.

Diegene met hoë geleidingsvermoë, bekend as supergeleiers, word aan die een kant geplaas en laer geleidingsmateriaal word aan die ander kant geplaas. Soos u hierbo kan sien, sal die metaal naby die mees geleidende punt geplaas word, terwyl die glas sal aan die ander kant van die kontinuum geplaas word. Die geleidingsvermoë van metale kan 'n biljoen triljoen keer dié van glas wees.

Temperatuur beïnvloed ook geleidingsvermoë. Soos die temperatuur toeneem, kry die atome en elektrone energie. Sommige isolators, soos glas, is swak geleiers wanneer dit koud is, maar steeds goeie geleiers wanneer dit warm is. Die meeste metale is beter geleiers.. Hulle laat afkoeling en erger geleiers toe wanneer dit warm is. Sommige goeie geleiers is gevind in supergeleiers by baie lae temperature.

Ek hoop dat jy met hierdie inligting meer kan leer oor geleidende en isolerende materiale.


Die inhoud van die artikel voldoen aan ons beginsels van redaksionele etiek. Klik op om 'n fout te rapporteer hier.

Wees die eerste om te kommentaar lewer

Laat u kommentaar

Jou e-posadres sal nie gepubliseer word nie.

*

*

  1. Verantwoordelik vir die data: Miguel Ángel Gatón
  2. Doel van die data: Beheer SPAM, bestuur van kommentaar.
  3. Wettiging: U toestemming
  4. Kommunikasie van die data: Die data sal nie aan derde partye oorgedra word nie, behalwe deur wettige verpligtinge.
  5. Datastoor: databasis aangebied deur Occentus Networks (EU)
  6. Regte: U kan u inligting te alle tye beperk, herstel en verwyder.