mycket ledande och isolerande material de klassificeras efter deras beteende med avseende på el. Det finns de som är kapabla att leda el och andra som tvärtom inte kan göra det. Dessa material har olika egenskaper och används inom olika industrisektorer och hem.
I den här artikeln kommer vi att berätta allt du behöver veta om ledande och isolerande material och vad var och en av dem är till för.
Ledande och isolerande material
Material kan delas in i två breda kategorier: ledare och isolatorer. Det vore mer korrekt att definiera dem som bra ledare och dåliga ledare, beroende på om varje material underlättar eller försvårar körningen. Denna uppdelning påverkar antingen värmeledningsförmåga (dvs. värmeöverföring) eller elektrisk ledningsförmåga (dvs. strömflöde).
Huruvida ett ämne leder elektricitet eller inte beror på hur lätt elektroner kan passera genom det. Protonerna rör sig inte eftersom de, trots att de bär en elektrisk laddning, binder sig till andra protoner och neutroner i kärnan. Valenselektroner är som exoplaneter som kretsar runt stjärnor. De lockas nog att stanna på plats, men Det krävs inte alltid mycket energi för att få dem ur plats.
Metaller förlorar lätt och får elektroner, så de styr listan över ledare. Organiska molekyler är mestadels isolatorer, dels för att de hålls samman av kovalenta bindningar (vanliga elektroner), men också för att vätebindningar hjälper till att stabilisera många molekyler. De flesta material är varken bra ledare eller bra isolatorer. De leder inte elektricitet lätt, men med tillräckligt med energi rör sig elektroner.
Vissa isoleringsmaterial finns i rent tillstånd, men de beter sig eller reagerar om de är dopade med små mängder av ett annat grundämne eller om de innehåller föroreningar. Till exempel är de flesta keramer utmärkta isolatorer, men om du modifierar dem kan du få supraledare. Rent vatten är en isolator, men smutsigt vatten är mindre ledande medan saltvatten med fritt flytande joner leder bra.
Vad är ett ledande material?
Ledare är de material som låter elektroner flöda fritt mellan partiklar. Föremål gjorda av ledande material tillåter laddningsöverföring över hela föremålets yta. Om en laddning överförs till ett föremål på en viss plats, fördelas den snabbt över hela föremålets yta.
Fördelningen av laddning är resultatet av elektronernas rörelse. Konduktiva material tillåter att elektroner transporteras från en partikel till en annan eftersom ett laddat föremål alltid kommer att fördela sin laddning tills den totala repulsiva kraften mellan överflödiga elektroner minimeras. På så sätt, om en laddad ledare kommer i kontakt med ett annat föremål, kan ledaren till och med överföra sin laddning till det objektet.
Det är mer sannolikt att laddningsöverföring mellan objekt inträffar om det andra objektet är gjort av ledande material. Ledare tillåter laddningsöverföring genom fri rörelse av elektroner.
Vad är ett halvledarmaterial?
Bland de ledande materialen hittar vi material som har samma funktion men som också kan fungera som isolatorer, även om detta beror på flera faktorer. Dessa faktorer är:
- elektriskt fält
- magnetiskt fält
- tryck
- infallande strålning
- temperaturen i din miljö
De mest använda halvledarmaterialen är kisel, germanium och först nyligen har svavel använts som ett halvledarmaterial.
Vad är ett supraledande material?
Detta material är fascinerande eftersom det har den inneboende förmågan att materialet ska leda elektrisk ström, men under rätt förhållanden, utan motstånd eller energiförlust.
I allmänhet minskar resistiviteten hos metallledare med sjunkande temperatur. När en kritisk temperatur uppnås sjunker resistansen i supraledaren dramatiskt, men säkerställer att energin inuti fortsätter att flöda, om än utan ström. Superledning skapas.
Det förekommer i en mängd olika material, inklusive enkla legeringar som tenn eller aluminium som inte uppvisar elektriskt motstånd, vilket hindrar materialet från att komma in i dess domän. Som är Meissner-effekten, den gör att materialet kan stötas bort och hålla det flytande.
Vad är ett isolerande material
Till skillnad från ledare är isolatorer material som förhindrar det fria flödet av elektroner från atom till atom och från molekyl till molekyl. Om lasten överförs till isolatorn på ett visst ställe, förblir överbelastningen på lastens ursprungliga plats. Isolerande partiklar tillåter inte fritt flöde av elektroner, så laddningen är sällan jämnt fördelad över ytan av det isolerande materialet.
Även om isolatorer inte är användbara för laddningsöverföring, spelar en viktig roll i elektrostatiska experiment och demonstrationer. Ledande föremål är vanligtvis monterade på isolerande föremål. Detta arrangemang av ledarna ovanför isolatorn förhindrar överföring av laddning från det ledande föremålet till dess omgivning, och undviker olyckor som kortslutning eller elstöt. Detta arrangemang tillåter oss att manipulera det ledande föremålet utan att röra det.
Så vi kan säga att isoleringsmaterialet fungerar som ett handtag för ledaren ovanpå det mobila labbbordet. Till exempel, om en aluminiumläskburk används för att ladda experimenten, burken ska monteras ovanpå plastkoppen. Glaset fungerar som en isolator och förhindrar att läskburken läcker.
Exempel på ledande och isolerande material
Exempel på ledande material inkluderar följande:
- Silver
- koppar
- guld
- aluminium
- järn
- stål
- mässing
- brons
- kvicksilver
- grafit
- havsvatten
- betong
Exempel på isoleringsmaterial inkluderar följande:
- fartyg
- gummi
- olja
- asfalt
- glasfiber
- porslin
- keramiska
- kvarts
- bomull (torr)
- papper (torrt)
- torrt trä)
- plasten
- luft
- diamanter
- rent vatten
- suddgummi
Indelningen av material i kategorierna ledare och isolatorer är något av en artificiell indelning. Det är lämpligare att placera materialet någonstans längs kontinuumet.
Det måste förstås att inte alla ledande material har samma ledningsförmåga, och inte alla isolatorer är lika motståndskraftiga mot elektroners rörelse. Konduktivitet är analog med genomskinligheten av vissa material för ljus.: Material som lätt "passerar" ljus kallas "transparent", medan de som inte lätt "passerar" kallas "ogenomskinliga". Men alla transparenta material har inte samma optiska ledningsförmåga. Detsamma gäller elektriska ledare, vissa är bättre än andra.
De med hög ledningsförmåga, så kallade supraledare, placeras i ena änden och material med lägre ledningsförmåga placeras i den andra änden. Som du kan se ovan kommer metallen att placeras nära den mest ledande änden, medan glaset kommer att placeras i den andra änden av kontinuumet. Konduktiviteten hos metaller kan vara en biljon biljoner gånger den för glas.
Temperaturen påverkar också konduktiviteten. När temperaturen ökar får atomerna och elektronerna energi. Vissa isolatorer, som glas, är dåliga ledare när de är kalla, men fortfarande bra ledare när de är varma. De flesta metaller är bättre ledare.. De tillåter kylning och sämre ledare när de är varma. Vissa bra ledare har hittats i supraledare vid mycket låga temperaturer.
Jag hoppas att du med denna information kan lära dig mer om ledande och isolerande material.