Los conductive at insulating materyales inuri sila ayon sa kanilang pag-uugali na may paggalang sa kuryente. May mga may kakayahang mag-conduct ng kuryente at iba pa na, sa kabaligtaran, ay hindi magawa. Ang mga materyales na ito ay may iba't ibang katangian at ginagamit sa iba't ibang sektor ng industriya at tahanan.
Sa artikulong ito sasabihin namin sa iyo ang lahat ng kailangan mong malaman tungkol sa mga conductive at insulating na materyales at kung para saan ang bawat isa sa kanila.
Conductive at insulating na materyales
Ang mga materyales ay maaaring nahahati sa dalawang malawak na kategorya: konduktor at insulator. Mas tama na tukuyin ang mga ito bilang mabuting konduktor at masamang konduktor, depende sa kung ang bawat materyal ay nagpapadali o humahadlang sa pagmamaneho. Ang dibisyong ito ay nakakaapekto sa alinman sa thermal conductivity (ibig sabihin, heat transfer) o electrical conductivity (ibig sabihin, kasalukuyang daloy).
Kung ang isang sangkap ay nagsasagawa ng kuryente o hindi ay nakasalalay sa kadalian kung saan ang mga electron ay maaaring dumaan dito. Ang mga proton ay hindi gumagalaw dahil, bagama't sila ay may dalang elektrikal na singil, sila ay nagbubuklod sa iba pang mga proton at neutron sa nucleus. Ang mga valence electron ay parang mga exoplanet na umiikot sa mga bituin. Sila ay naaakit ng sapat upang manatili sa lugar, ngunit Hindi palaging nangangailangan ng maraming enerhiya upang alisin ang mga ito sa lugar.
Ang mga metal ay madaling mawala at makakuha ng mga electron, kaya pinamunuan nila ang listahan ng mga conductor. Ang mga organikong molekula ay kadalasang mga insulator, bahagyang dahil ang mga ito ay pinagsasama-sama ng mga covalent bond (mga karaniwang electron), ngunit dahil din sa mga hydrogen bond ay tumutulong sa pagpapatatag ng maraming molekula. Karamihan sa mga materyales ay hindi mahusay na conductor o mahusay na insulator. Hindi sila madaling nagsasagawa ng kuryente, ngunit may sapat na enerhiya, gumagalaw ang mga electron.
Ang ilang mga insulating materyales ay matatagpuan sa isang purong estado, ngunit ang mga ito ay kumikilos o nagre-react kung sila ay na-doped na may maliit na halaga ng isa pang elemento o kung naglalaman ang mga ito ng mga dumi. Halimbawa, karamihan sa mga keramika ay mahusay na mga insulator, ngunit kung babaguhin mo ang mga ito, maaari kang makakuha ng mga superconductor. Ang dalisay na tubig ay isang insulator, ngunit ang maruming tubig ay hindi gaanong konduktibo, habang ang tubig-alat na may mga free-floating na ion ay gumagana nang maayos.
Ano ang conductive material?
Ang mga konduktor ay ang mga materyales na nagpapahintulot sa mga electron na malayang dumaloy sa pagitan ng mga particle. Ang mga bagay na gawa sa mga conductive na materyales ay magbibigay-daan sa paglipat ng singil sa buong ibabaw ng bagay. Kung ang isang singil ay inilipat sa isang bagay sa isang tiyak na lokasyon, ito ay mabilis na ipinamamahagi sa buong ibabaw ng bagay.
Ang pamamahagi ng singil ay resulta ng paggalaw ng mga electron. Ang mga conductive na materyales ay nagbibigay-daan sa mga electron na mailipat mula sa isang particle patungo sa isa pa dahil ang isang naka-charge na bagay ay palaging ipapamahagi ang singil nito hanggang sa ang kabuuang puwersa ng repulsive sa pagitan ng mga sobrang electron ay mababawasan. Sa ganitong paraan, kung ang isang naka-charge na konduktor ay nakipag-ugnayan sa isa pang bagay, maaari pa ngang ilipat ng konduktor ang singil nito sa bagay na iyon.
Ang paglipat ng singil sa pagitan ng mga bagay ay mas malamang na mangyari kung ang pangalawang bagay ay gawa sa conductive material. Pinapayagan ng mga konduktor ang paglipat ng singil sa pamamagitan ng libreng paggalaw ng mga electron.
Ano ang materyal na semiconductor?
Kabilang sa mga conductive na materyales ay nakakahanap tayo ng mga materyales na may parehong function ngunit maaari ding kumilos bilang mga insulator, bagama't ito ay nakasalalay sa ilang mga kadahilanan. Ang mga salik na ito ay:
- campo electrico
- magnetic field
- presión
- radiation ng insidente
- ang temperatura ng iyong kapaligiran
Ang pinaka-malawak na ginagamit na materyales ng semiconductor ay silikon, germanium at kamakailan lamang ay ginamit ang asupre bilang isang semiconductor na materyal.
Ano ang isang superconducting na materyal?
Ang materyal na ito ay kaakit-akit dahil mayroon itong likas na kakayahan na ang materyal ay dapat magsagawa ng de-koryenteng kasalukuyang, ngunit sa ilalim ng tamang mga kondisyon, nang walang pagtutol o pagkawala ng enerhiya.
Sa pangkalahatan, ang resistivity ng mga metal na konduktor ay bumababa sa pagbaba ng temperatura. Kapag naabot ang isang kritikal na temperatura, ang paglaban ng superconductor ay bumaba nang malaki, ngunit tinitiyak na ang enerhiya sa loob ay patuloy na dumadaloy, kahit na walang kapangyarihan. Ang superconductivity ay nilikha.
Ito ay nangyayari sa isang malawak na iba't ibang mga materyales, kabilang ang mga simpleng haluang metal tulad ng lata o aluminyo na hindi nagpapakita ng electrical resistance, kaya pinipigilan ang materyal na makapasok sa domain nito. Alin ang Meissner effect, pinapayagan nito ang materyal na maitaboy, pinapanatili itong nakalutang.
Ano ang isang insulating material
Hindi tulad ng mga konduktor, ang mga insulator ay mga materyales na pumipigil sa libreng daloy ng mga electron mula sa atom patungo sa atom at mula sa molekula patungo sa molekula. Kung ang load ay ililipat sa isolator sa isang tiyak na lokasyon, ang labis na load ay mananatili sa orihinal na lokasyon ng load. Ang mga insulating particle ay hindi pinapayagan ang libreng daloy ng mga electron, kaya ang singil ay bihirang pantay na ipinamamahagi sa ibabaw ng insulating material.
Kahit na ang mga insulator ay hindi kapaki-pakinabang para sa charge transfer, gumaganap ng mahalagang papel sa mga electrostatic na eksperimento at demonstrasyon. Ang mga bagay na konduktibo ay karaniwang naka-mount sa mga bagay na naka-insulate. Ang pag-aayos na ito ng mga konduktor sa itaas ng insulator ay pumipigil sa paglipat ng singil mula sa kondaktibong bagay sa paligid nito, pag-iwas sa mga aksidente tulad ng mga short circuit o kuryente. Ang pag-aayos na ito ay nagpapahintulot sa amin na manipulahin ang conductive object nang hindi hinahawakan ito.
Kaya masasabi natin na ang insulating material ay nagsisilbing hawakan para sa konduktor sa ibabaw ng mobile lab table. Halimbawa, kung ang isang aluminum soda lata ay ginagamit upang i-load ang mga eksperimento, ang lata ay dapat ikabit sa ibabaw ng plastic cup. Nagsisilbing insulator ang salamin, na pumipigil sa pagtagas ng lata ng soda.
Mga Halimbawa ng Conductive at Insulating Materials
Ang mga halimbawa ng conductive na materyales ay kinabibilangan ng mga sumusunod:
- magbayad
- tanso
- ginto
- aluminyo
- hierro
- punungkahoy ng mepl
- tanso
- tanso
- asoge
- grapayt
- tubig dagat
- kongkreto
Ang mga halimbawa ng insulating materials ay kinabibilangan ng mga sumusunod:
- vessels
- goma
- langis
- aspalto
- fiberglass
- porselana
- ceramic
- kuwarts
- bulak (tuyo)
- papel (tuyo)
- tuyong kahoy)
- ang plastik
- himpapawid
- diamante
- Purong tubig
- pambura
Ang paghahati ng mga materyales sa mga kategorya ng mga conductor at insulator ay isang bagay ng isang artipisyal na dibisyon. Mas angkop na ilagay ang materyal sa isang lugar sa kahabaan ng continuum.
Dapat itong maunawaan na hindi lahat ng conductive na materyales ay may parehong conductivity, at hindi lahat ng insulators ay pantay na lumalaban sa paggalaw ng mga electron. Ang conductivity ay kahalintulad sa transparency ng ilang mga materyales sa liwanag.: Ang mga materyales na madaling "pumasa" sa liwanag ay tinatawag na "transparent", habang ang mga hindi madaling "pumasa" ay tinatawag na "opaque". Gayunpaman, hindi lahat ng mga transparent na materyales ay may parehong optical conductivity. Ang parehong napupunta para sa mga de-koryenteng konduktor, ang ilan ay mas mahusay kaysa sa iba.
Ang mga may mataas na conductivity, na kilala bilang superconductor, ay inilalagay sa isang dulo at mas mababang conductivity na materyales ay inilalagay sa kabilang dulo. Tulad ng nakikita mo sa itaas, ang metal ay ilalagay malapit sa pinakakondaktibong dulo, habang ang baso ay ilalagay sa kabilang dulo ng continuum. Ang conductivity ng mga metal ay maaaring isang trilyong trilyong beses kaysa sa salamin.
Naaapektuhan din ng temperatura ang conductivity. Habang tumataas ang temperatura, ang mga atomo at mga electron ay nakakakuha ng enerhiya. Ang ilang mga insulator, tulad ng salamin, ay mahihirap na konduktor kapag malamig, ngunit magandang konduktor pa rin kapag mainit. Karamihan sa mga metal ay mas mahusay na conductor.. Pinapayagan nila ang paglamig at mas masahol na mga konduktor kapag mainit. Ang ilang magagandang konduktor ay natagpuan sa mga superconductor sa napakababang temperatura.
Umaasa ako na sa impormasyong ito maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa conductive at insulating na mga materyales.