Leiðandi og einangrandi efni

efni sem leiða rafmagn

Los leiðandi og einangrandi efni þau eru flokkuð eftir hegðun þeirra með tilliti til rafmagns. Það eru þeir sem eru færir um að leiða rafmagn og aðrir sem þvert á móti geta það ekki. Þessi efni hafa mismunandi eiginleika og eru notuð í mismunandi atvinnugreinum og heimilum.

Í þessari grein ætlum við að segja þér allt sem þú þarft að vita um leiðandi og einangrandi efni og fyrir hvað hvert þeirra er.

Leiðandi og einangrandi efni

leiðandi og einangrandi efni

Efni má skipta í tvo flokka: leiðara og einangrunartæki. Réttara væri að skilgreina þá sem góða leiðara og slæma leiðara eftir því hvort hvert efni auðveldar eða torveldar akstur. Þessi skipting hefur annað hvort áhrif á varmaleiðni (þ.e. varmaflutningur) eða rafleiðni (þ.e. straumflæði).

Hvort efni leiðir rafmagn eða ekki fer eftir því hversu auðveldlega rafeindir geta farið í gegnum það. Róeindirnar hreyfast ekki vegna þess að þó þær beri rafhleðslu þá tengjast þær öðrum róteindum og nifteindum í kjarnanum. Gildisrafeindir eru eins og fjarreikistjörnur á braut um stjörnur. Þeir laðast nógu mikið til að vera á sínum stað, en Það þarf ekki alltaf mikla orku til að koma þeim úr stað.

Málmar missa auðveldlega og fá rafeindir, svo þeir ráða yfir listanum yfir leiðara. Lífrænar sameindir eru að mestu einangrunarefni, að hluta til vegna þess að þeim er haldið saman með samgildum tengjum (algengar rafeindir), en einnig vegna þess að vetnistengi hjálpa til við að koma á stöðugleika í mörgum sameindum. Flest efni eru hvorki góðir leiðarar né góðir einangrunarefni. Þeir leiða rafmagn ekki auðveldlega, en með nægri orku hreyfast rafeindir.

Sum einangrunarefni finnast í hreinu ástandi, en þeir hegða sér eða bregðast við ef þeir eru dópaðir með litlu magni af öðru frumefni eða ef þeir innihalda óhreinindi. Til dæmis er flest keramik afbragðs einangrunarefni, en ef þú breytir þeim geturðu fengið ofurleiðara. Hreint vatn er einangrunarefni en óhreint vatn er minna leiðandi á meðan saltvatn með lausum jónum leiðir vel.

Hvað er leiðandi efni?

leiðandi og einangrandi efni

Leiðarar eru þau efni sem leyfa rafeindum að flæða frjálst á milli agna. Hlutir úr leiðandi efnum leyfa hleðsluflutningi yfir allt yfirborð hlutarins. Ef hleðsla er flutt yfir á hlut á ákveðnum stað dreifist hún hratt yfir allt yfirborð hlutarins.

Dreifing hleðslu er afleiðing af hreyfingu rafeinda. Leiðandi efni leyfa rafeindum að flytjast frá einni ögn til annarrar vegna þess að hlaðinn hlutur mun alltaf dreifa hleðslu sinni þar til heildar fráhrindandi kraftur milli umfram rafeinda er lágmarkaður. Á þennan hátt, ef hlaðinn leiðari kemst í snertingu við annan hlut, getur leiðarinn jafnvel flutt hleðslu sína yfir á þann hlut.

Hleðsluflutningur milli hluta er líklegri til að eiga sér stað ef seinni hluturinn er úr leiðandi efni. Leiðarar leyfa hleðsluflutningi í gegnum frjálsa hreyfingu rafeinda.

Hvað er hálfleiðara efni?

málmar

Meðal leiðandi efna finnum við efni sem hafa sömu virkni en geta líka virkað sem einangrunarefni, þó það sé háð nokkrum þáttum. Þessir þættir eru:

  • rafsvið
  • segulsvið
  • presión
  • atvik geislun
  • hitastig umhverfisins þíns

Mest notaða hálfleiðaraefnin eru sílikon, germaníum og nýlega hefur brennistein verið notaður sem hálfleiðara efni.

Hvað er ofurleiðandi efni?

Þetta efni er heillandi vegna þess að það hefur þann eðlislæga eiginleika að efnið ætti að leiða rafstraum, en við réttar aðstæður, án viðnáms eða orkutaps.

Almennt minnkar viðnám málmleiðara með lækkandi hitastigi. Þegar mikilvægu hitastigi er náð lækkar viðnám ofurleiðarans verulega, en tryggir að orkan inni heldur áfram að flæða, þó án orku. Ofurleiðni skapast.

Það kemur fyrir í fjölmörgum efnum, þar á meðal einföldum málmblöndur eins og tini eða áli sem sýna ekki rafviðnám og kemur þannig í veg fyrir að efnið fari inn á lénið. Sem er Meissner áhrifin, það gerir kleift að hrinda efninu frá sér og halda því á floti.

Hvað er einangrunarefni

Ólíkt leiðara eru einangrunarefni efni sem koma í veg fyrir frjálst flæði rafeinda frá atómi til atóms og frá sameind til sameindar. Ef álagið er flutt yfir á einangrunarbúnaðinn á ákveðnum stað verður umframálagið áfram á upprunalegum stað hleðslunnar. Einangrandi agnir leyfa ekki frjálst flæði rafeinda, þannig að hleðslan dreifist sjaldan jafnt yfir yfirborð einangrunarefnisins.

Þó einangrunarefni séu ekki gagnleg fyrir hleðsluflutningur, gegna mikilvægu hlutverki við rafstöðueiginleikatilraunir og sýnikennslu. Leiðandi hlutir eru venjulega festir á einangrandi hluti. Þetta fyrirkomulag leiðaranna fyrir ofan einangrunarbúnaðinn kemur í veg fyrir að hleðsla flytjist frá leiðandi hlutnum til umhverfisins og kemur í veg fyrir slys eins og skammhlaup eða raflost. Þetta fyrirkomulag gerir okkur kleift að vinna með leiðandi hlutinn án þess að snerta hann.

Þannig að við getum sagt að einangrunarefnið virki sem handfang fyrir leiðarann ​​ofan á farsímaborðinu. Til dæmis, ef gosdós úr áli er notuð til að hlaða tilraunirnar, dósina skal festa ofan á plastbikarinn. Glerið virkar sem einangrunarefni og kemur í veg fyrir að gosdós leki.

Dæmi um leiðandi og einangrandi efni

Dæmi um leiðandi efni eru eftirfarandi:

  • silfur
  • kopar
  • gull
  • ál
  • hierro
  • stál
  • kopar
  • brons
  • kvikasilfur
  • grafít
  • sjó
  • steypa

Dæmi um einangrunarefni eru eftirfarandi:

  • glös
  • gúmmí
  • jarðolíu
  • malbik
  • trefjagler
  • postulíni
  • keramik
  • kvars
  • bómull (þurr)
  • pappír (þurr)
  • þurr viður)
  • plastið
  • svæðið
  • diamantes
  • hreint vatn
  • strokleður

Skipting efna í flokka leiðara og einangrunarefna er eitthvað gerviskipting. Réttara er að setja efnið einhvers staðar meðfram samfellunni.

Það verður að skilja að ekki öll leiðandi efni hafa sömu leiðni og ekki allir einangrunarefni eru jafn ónæm fyrir hreyfingu rafeinda. Leiðni er hliðstæð gagnsæi sumra efna fyrir ljósi.: Efni sem auðveldlega „sleppa“ ljósi eru kölluð „gagnsæ“ en þau sem „gegnsætt“ ekki auðveldlega kallast „ógagnsæ“. Hins vegar hafa ekki öll gagnsæ efni sömu sjónleiðni. Sama gildir um rafleiðara, sumir eru betri en aðrir.

Þeir sem eru með mikla leiðni, þekktir sem ofurleiðarar, eru settir í annan endann og efni með lægri leiðni eru sett í hinn endann. Eins og þú sérð hér að ofan verður málmurinn settur nálægt leiðandi endanum á meðan glerið verður komið fyrir á hinum enda samfellunnar. Leiðni málma getur verið trilljón trilljón sinnum meiri en glers.

Hitastig hefur einnig áhrif á leiðni. Þegar hitastigið hækkar fá frumeindir og rafeindir orku. Sumir einangrunarefni, eins og gler, eru lélegir leiðarar þegar þeir eru kaldir, en samt góðir leiðarar þegar þeir eru heitir. Flestir málmar eru betri leiðarar.. Þeir leyfa kælingu og verri leiðara þegar þeir eru heitir. Nokkrir góðir leiðarar hafa fundist í ofurleiðurum við mjög lágt hitastig.

Ég vona að með þessum upplýsingum getið þið lært meira um leiðandi og einangrandi efni.


Innihald greinarinnar fylgir meginreglum okkar um siðareglur ritstjórnar. Til að tilkynna um villu smelltu hér.

Vertu fyrstur til að tjá

Skildu eftir athugasemd þína

Netfangið þitt verður ekki birt.

*

*

  1. Ábyrgðarmaður gagna: Miguel Ángel Gatón
  2. Tilgangur gagnanna: Control SPAM, umsögn stjórnun.
  3. Lögmæti: Samþykki þitt
  4. Samskipti gagna: Gögnunum verður ekki miðlað til þriðja aðila nema með lagalegri skyldu.
  5. Gagnageymsla: Gagnagrunnur sem Occentus Networks (ESB) hýsir
  6. Réttindi: Hvenær sem er getur þú takmarkað, endurheimt og eytt upplýsingum þínum.