The bahan pengalir dan penebat mereka dikelaskan mengikut tingkah laku mereka berkenaan dengan elektrik. Ada yang mampu mengalirkan elektrik dan ada yang sebaliknya tidak boleh melakukannya. Bahan ini mempunyai ciri yang berbeza dan digunakan dalam sektor industri dan rumah yang berbeza.
Dalam artikel ini kami akan memberitahu anda semua yang anda perlu ketahui tentang bahan konduktif dan penebat dan untuk kegunaan setiap bahan tersebut.
Bahan konduktif dan penebat
Bahan boleh dibahagikan kepada dua kategori besar: konduktor dan penebat. Adalah lebih tepat untuk mentakrifkannya sebagai konduktor yang baik dan konduktor yang tidak baik, bergantung pada sama ada setiap bahan memudahkan atau menghalang pemanduan. Bahagian ini mempengaruhi sama ada kekonduksian terma (iaitu pemindahan haba) atau kekonduksian elektrik (iaitu aliran arus).
Sama ada bahan mengalirkan elektrik atau tidak bergantung pada kemudahan elektron boleh melaluinya. Proton tidak bergerak kerana, walaupun ia membawa cas elektrik, ia terikat dengan proton dan neutron lain dalam nukleus. Elektron valensi adalah seperti exoplanet yang mengorbit bintang. Mereka cukup tertarik untuk kekal di tempatnya, tetapi Ia tidak selalu memerlukan banyak tenaga untuk mengeluarkannya dari tempatnya.
Logam mudah kehilangan dan memperoleh elektron, jadi mereka menguasai senarai konduktor. Molekul organik kebanyakannya merupakan penebat, sebahagiannya kerana ia disatukan oleh ikatan kovalen (elektron biasa), tetapi juga kerana ikatan hidrogen membantu menstabilkan banyak molekul. Kebanyakan bahan bukan pengalir yang baik mahupun penebat yang baik. Mereka tidak menghantar elektrik dengan mudah, tetapi dengan tenaga yang mencukupi, elektron bergerak.
Sesetengah bahan penebat didapati dalam keadaan tulen, tetapi ia berkelakuan atau bertindak balas jika ia didopkan dengan sejumlah kecil unsur lain atau jika ia mengandungi kekotoran. Sebagai contoh, kebanyakan seramik adalah penebat yang sangat baik, tetapi jika anda mengubah suainya, anda boleh mendapatkan superkonduktor. Air tulen adalah penebat, tetapi air kotor kurang konduktif, manakala air masin dengan ion terapung bebas mengalir dengan baik.
Apakah bahan pengalir?
Konduktor ialah bahan yang membenarkan elektron mengalir bebas antara zarah. Objek yang diperbuat daripada bahan konduktif akan membenarkan pemindahan cas merentasi seluruh permukaan objek. Jika cas dipindahkan ke objek di lokasi tertentu, ia diedarkan dengan cepat ke seluruh permukaan objek.
Pengagihan cas adalah hasil daripada pergerakan elektron. Bahan konduktif membenarkan elektron diangkut dari satu zarah ke zarah yang lain kerana objek bercas akan sentiasa mengedarkan casnya sehingga daya tolakan keseluruhan antara elektron berlebihan diminimumkan. Dengan cara ini, jika konduktor bercas bersentuhan dengan objek lain, konduktor juga boleh memindahkan casnya ke objek itu.
Pemindahan caj antara objek lebih berkemungkinan berlaku jika objek kedua diperbuat daripada bahan pengalir. Konduktor membenarkan pemindahan cas melalui pergerakan bebas elektron.
Apakah bahan semikonduktor?
Antara bahan konduktif kita dapati bahan yang mempunyai fungsi yang sama tetapi ia juga boleh bertindak sebagai penebat, walaupun ini bergantung kepada beberapa faktor. Faktor-faktor ini ialah:
- medan elektrik
- medan magnet
- tekanan
- sinaran kejadian
- suhu persekitaran anda
Bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan adalah silikon, germanium dan baru-baru ini sulfur telah digunakan sebagai bahan semikonduktor.
Apakah bahan superkonduktor?
Bahan ini menarik kerana ia mempunyai keupayaan yang wujud bahawa bahan itu harus mengalirkan arus elektrik, tetapi dalam keadaan yang betul, tanpa rintangan atau kehilangan tenaga.
Secara umum, kerintangan konduktor logam berkurangan dengan penurunan suhu. Apabila suhu kritikal dicapai, rintangan superkonduktor menurun secara mendadak, tetapi memastikan tenaga di dalamnya terus mengalir, walaupun tanpa kuasa. Superkonduktiviti dicipta.
Ia berlaku dalam pelbagai jenis bahan, termasuk aloi ringkas seperti timah atau aluminium yang tidak menunjukkan rintangan elektrik, sekali gus menghalang bahan daripada memasuki domainnya. Iaitu kesan Meissner, ia membolehkan bahan ditolak, mengekalkannya.
Apakah bahan penebat
Tidak seperti konduktor, penebat adalah bahan yang menghalang aliran bebas elektron dari atom ke atom dan dari molekul ke molekul. Jika beban dipindahkan ke pengasing di lokasi tertentu, lebihan beban akan kekal di lokasi asal beban. Zarah penebat tidak membenarkan pengaliran bebas elektron, jadi cas jarang diagihkan secara sama rata ke atas permukaan bahan penebat.
Walaupun penebat tidak berguna untuk pemindahan cas, memainkan peranan penting dalam eksperimen dan demonstrasi elektrostatik. Objek konduktif biasanya dipasang pada objek penebat. Susunan konduktor di atas penebat ini menghalang pemindahan cas daripada objek konduktif ke persekitarannya, mengelakkan kemalangan seperti litar pintas atau renjatan elektrik. Susunan ini membolehkan kita memanipulasi objek konduktif tanpa menyentuhnya.
Oleh itu, kita boleh mengatakan bahawa bahan penebat bertindak sebagai pemegang untuk konduktor di atas meja makmal mudah alih. Contohnya, jika tin soda aluminium digunakan untuk memuatkan eksperimen, tin itu hendaklah dipasang di atas cawan plastik. Kaca bertindak sebagai penebat, menghalang tin soda daripada bocor.
Contoh Bahan Konduktif dan Penebat
Contoh bahan konduktif termasuk yang berikut:
- membayar
- tembaga
- emas
- aluminium
- besi
- keluli
- loyang
- gangsa
- merkuri
- grafit
- air laut
- konkrit
Contoh bahan penebat termasuk yang berikut:
- gelas
- getah
- minyak
- asfalt
- gentian kaca
- porselin
- seramik
- kuarza
- kapas (kering)
- kertas (kering)
- kayu kering)
- plastik itu
- aire
- berlian
- air tulen
- pemadam
Pembahagian bahan ke dalam kategori konduktor dan penebat adalah sesuatu pembahagian buatan. Adalah lebih sesuai untuk meletakkan bahan di suatu tempat di sepanjang kontinum.
Perlu difahami bahawa tidak semua bahan konduktif mempunyai kekonduksian yang sama, dan tidak semua penebat adalah sama tahan terhadap pergerakan elektron. Kekonduksian adalah serupa dengan ketelusan sesetengah bahan kepada cahaya.: Bahan yang mudah "lulus" cahaya dipanggil "lutsinar", manakala bahan yang tidak mudah "lulus" dipanggil "legap". Walau bagaimanapun, tidak semua bahan lutsinar mempunyai kekonduksian optik yang sama. Begitu juga dengan konduktor elektrik, ada yang lebih baik daripada yang lain.
Mereka yang mempunyai kekonduksian tinggi, dikenali sebagai superkonduktor, diletakkan pada satu hujung dan bahan kekonduksian yang lebih rendah diletakkan di hujung yang lain. Seperti yang anda lihat di atas, logam akan diletakkan berhampiran hujung yang paling konduktif, manakala kaca akan diletakkan di hujung satu lagi kontinum. Kekonduksian logam boleh menjadi trilion trilion kali ganda daripada kaca.
Suhu juga mempengaruhi kekonduksian. Apabila suhu meningkat, atom dan elektron mendapat tenaga. Sesetengah penebat, seperti kaca, adalah konduktor yang lemah apabila sejuk, tetapi masih konduktor yang baik apabila panas. Kebanyakan logam adalah konduktor yang lebih baik.. Mereka membenarkan penyejukan dan konduktor yang lebih teruk apabila panas. Beberapa konduktor yang baik telah ditemui dalam superkonduktor pada suhu yang sangat rendah.
Saya berharap dengan maklumat ini anda boleh mengetahui lebih lanjut mengenai bahan konduktif dan penebat.