Konduktaj kaj izolaj materialoj

materialoj kiuj kondukas elektron

la konduktaj kaj izolaj materialoj ili klasiĝas laŭ sia konduto rilate al elektro. Estas tiuj, kiuj kapablas konduki elektron kaj aliaj, kiuj male ne povas fari tion. Ĉi tiuj materialoj havas malsamajn karakterizaĵojn kaj estas uzataj en malsamaj sektoroj de industrio kaj la hejmo.

En ĉi tiu artikolo ni rakontos al vi ĉion, kion vi bezonas scii pri konduktaj kaj izolaj materialoj kaj por kio ĉiu el ili estas.

Konduktaj kaj izolaj materialoj

konduktaj kaj izolaj materialoj

Materialoj povas esti dividitaj en du larĝajn kategoriojn: konduktiloj kaj izoliloj. Estus pli ĝuste difini ilin kiel bonajn konduktorojn kaj malbonajn konduktorojn, laŭ tio, ĉu ĉiu materialo faciligas aŭ malhelpas la veturadon. Ĉi tiu divido influas aŭ varmokonduktivecon (te varmotransigo) aŭ elektran konduktivecon (te kurentfluo).

Ĉu aŭ ne substanco kondukas elektron, dependas de la facileco kun kiu elektronoj povas trairi ĝin. La protonoj ne moviĝas ĉar, kvankam ili portas elektran ŝargon, ili ligas kun aliaj protonoj kaj neŭtronoj en la nukleo. Valence-elektronoj estas kiel eksoplanedoj orbitantaj stelojn. Ili estas sufiĉe altiritaj por resti surloke, sed Ne ĉiam necesas multe da energio por forigi ilin.

Metaloj facile perdas kaj gajnas elektronojn, do ili regas la liston de konduktiloj. Organikaj molekuloj estas plejparte izoliloj, parte ĉar ili estas tenitaj kune per kovalentaj ligoj (oftaj elektronoj), sed ankaŭ ĉar hidrogenaj ligoj helpas stabiligi multajn molekulojn. Plej multaj materialoj estas nek bonaj konduktiloj nek bonaj izoliloj. Ili ne facile kondukas elektron, sed kun sufiĉe da energio, elektronoj moviĝas.

Iuj izolaj materialoj troviĝas en pura stato, sed ili kondutas aŭ reagas se ili estas dopitaj per malgrandaj kvantoj de alia elemento aŭ se ili enhavas malpuraĵojn. Ekzemple, plej multaj ceramikaĵoj estas bonegaj izoliloj, sed se vi modifas ilin, vi povas akiri superkonduktilojn. Pura akvo estas izolilo, sed malpura akvo estas malpli kondukta, dum sala akvo kun liber-flosantaj jonoj kondukas bone.

Kio estas kondukta materialo?

konduktaj kaj izolaj materialoj

Konduktantoj estas tiuj materialoj kiuj permesas al elektronoj flui libere inter partikloj. Objektoj faritaj el konduktaj materialoj permesos ŝargon trans la tuta surfaco de la objekto. Se ŝargo estas transdonita al objekto ĉe certa loko, ĝi estas rapide distribuita sur la tuta surfaco de la objekto.

La distribuo de ŝargo estas la rezulto de la movado de elektronoj. Konduktaj materialoj permesas al elektronoj esti transportitaj de unu partiklo al alia ĉar ŝarĝita objekto ĉiam distribuos sian pagendaĵon ĝis la totala repuŝforto inter troaj elektronoj estas minimumigita. Tiamaniere, se ŝarĝita konduktoro venas en kontakton kun alia objekto, la konduktoro eĉ povas transdoni sian ŝargon al tiu objekto.

Ŝargotransigo inter objektoj okazas pli verŝajne se la dua objekto estas farita el kondukta materialo. Konduktantoj permesas ŝargan translokigon per la libera movado de elektronoj.

Kio estas duonkondukta materialo?

metaloj

Inter la konduktaj materialoj ni trovas materialojn kiuj havas la saman funkcion sed kiuj ankaŭ povas funkcii kiel izoliloj, kvankam tio dependas de pluraj faktoroj. Ĉi tiuj faktoroj estas:

  • elektra kampo
  • magneta kampo
  • premo
  • incidenta radiado
  • la temperaturo de via medio

La plej vaste uzataj duonkonduktaĵoj estas silicio, germanio kaj nur lastatempe oni uzis sulfuron kiel duonkondukta materialo.

Kio estas superkondukta materialo?

Ĉi tiu materialo estas fascina ĉar ĝi havas la enecan kapablon, ke la materialo devus konduki elektran kurenton, sed sub la ĝustaj kondiĉoj, sen rezisto aŭ perdo de energio.

Ĝenerale, la resistiveco de metalaj konduktiloj malpliiĝas kun malpliiĝanta temperaturo. Kiam kritika temperaturo estas atingita, la rezisto de la superkonduktaĵo draste falas, sed certigas ke la energio ene daŭre fluas, kvankam sen potenco. Superkondukteco estas kreita.

Ĝi okazas en vasta gamo de materialoj, inkluzive de simplaj alojoj kiel stano aŭ aluminio kiuj ne elmontras elektran reziston, tiel malhelpante la materialon enirado de sia domajno. Kiu estas la Meissner-efiko, ĝi permesas la materialon esti forpuŝita, tenante ĝin flosante.

Kio estas izola materialo

Male al konduktiloj, izoliloj estas materialoj kiuj malhelpas la liberan fluon de elektronoj de atomo al atomo kaj de molekulo al molekulo. Se la ŝarĝo estas transdonita al la izolilo ĉe certa loko, la troa ŝarĝo restos ĉe la origina loko de la ŝarĝo. Izolaj partikloj ne permesas liberan fluon de elektronoj, tiel ke la ŝargo malofte estas egale distribuita sur la surfaco de la izola materialo.

Kvankam izoliloj ne utilas por ŝargotransigo, ludas esencan rolon en elektrostatikaj eksperimentoj kaj pruvoj. Konduktaj objektoj estas kutime muntitaj sur izolaj objektoj. Ĉi tiu aranĝo de la konduktiloj super la izolilo malhelpas la translokigon de ŝargo de la kondukta objekto al ĝia ĉirkaŭaĵo, evitante akcidentojn kiel fuŝkontaktojn aŭ elektrokuton. Ĉi tiu aranĝo permesas al ni manipuli la konduktan objekton sen tuŝi ĝin.

Do ni povas diri, ke la izola materialo funkcias kiel tenilo por la konduktoro supre de la movebla laboratoriotablo. Ekzemple, se aluminia sodskatolo estas uzata por ŝarĝi la eksperimentojn, la ladskatolo devus esti muntita sur la supro de la plasta taso. La vitro funkcias kiel izolilo, malhelpante liki la sodon.

Ekzemploj de Konduktaj kaj Izolaj Materialoj

Ekzemploj de konduktaj materialoj inkludas la sekvantajn:

  • arĝento
  • kupro
  • oro
  • aluminio
  • hierro
  • ŝtalo
  • latuno
  • bronzo
  • hidrargo
  • grafito
  • marakvo
  • betono

Ekzemploj de izolaj materialoj inkluzivas jenajn:

  • glasoj
  • kaŭĉuko
  • petrolo
  • asfalto
  • vitrofibro
  • porcelano
  • ceramika
  • kvarco
  • kotono (seka)
  • papero (seka)
  • seka ligno)
  • la plasto
  • aero
  • diamantoj
  • pura akvo
  • forĵetaĵo

La divido de materialoj en la kategoriojn de konduktiloj kaj izoliloj estas ia artefarita divido. Pli taŭgas meti la materialon ien laŭ la kontinuumo.

Oni devas kompreni, ke ne ĉiuj konduktaj materialoj havas la saman konduktivecon, kaj ne ĉiuj izoliloj estas same rezistemaj al la movado de elektronoj. Kondukto estas analoga al la travidebleco de iuj materialoj al lumo.: Materialoj kiuj facile "pasas" lumon estas nomataj "travideblaj", dum tiuj kiuj ne facile "pasas" estas nomataj "maldiafanaj". Tamen, ne ĉiuj travideblaj materialoj havas la saman optikan konduktivecon. Same pri elektraj konduktiloj, iuj estas pli bonaj ol aliaj.

Tiuj kun alta konduktiveco, konataj kiel superkonduktaĵoj, estas metitaj ĉe unu fino kaj pli malaltaj konduktivecmaterialoj estas metitaj ĉe la alia fino. Kiel vi povas vidi supre, la metalo estos metita proksime de la plej kondukta fino, dum la vitro estos metita ĉe la alia fino de la kontinuumo. La konduktiveco de metaloj povas esti triliono duilionoj da fojoj tiu de vitro.

Temperaturo ankaŭ influas konduktivecon. Dum la temperaturo pliiĝas, la atomoj kaj elektronoj akiras energion. Iuj izoliloj, kiel vitro, estas malbonaj konduktiloj kiam malvarme, sed ankoraŭ bonaj konduktiloj kiam varme. Plej multaj metaloj estas pli bonaj konduktiloj.. Ili permesas malvarmigon kaj pli malbonajn konduktilojn kiam varme. Kelkaj bonaj direktistoj estis trovitaj en superkonduktaĵoj ĉe tre malaltaj temperaturoj.

Mi esperas, ke per ĉi tiu informo vi povas lerni pli pri konduktaj kaj izolaj materialoj.


La enhavo de la artikolo aliĝas al niaj principoj de redakcia etiko. Por raporti eraron alklaku Ĉi tie.

Estu la unua por komenti

Lasu vian komenton

Via retpoŝta adreso ne estos eldonita.

*

*

  1. Respondeculo pri la datumoj: Miguel Ángel Gatón
  2. Celo de la datumoj: Kontrola SPAM, administrado de komentoj.
  3. Legitimado: Via konsento
  4. Komunikado de la datumoj: La datumoj ne estos komunikitaj al triaj krom per laŭleĝa devo.
  5. Stokado de datumoj: Datumbazo gastigita de Occentus Networks (EU)
  6. Rajtoj: Iam ajn vi povas limigi, retrovi kaj forigi viajn informojn.