что это, примеры / Справочник :: Бингоскул
Проводник электрической энергии в физике: что это, примерыдобавить в закладки удалить из закладок
Содержание:
По способности проводить электрический ток различают три типа материалов: диэлектрики, полупроводники и проводники. Последние являются средой для передачи электричества под действием внешнего силового поля. Рассмотрим, что такое проводник электрического тока в физике, каковы его характеристики. Назовём примеры таких материалов и сред.
Проводник – это что в физике
Металлы – вещества, обладающие наилучшей проводимостью электричества. Они имеют кристаллическую структуру, где электроны на внешних оболочках являются общими для расположенных по соседству ионов, могут свободно передвигаться от одного к другому. Перемещаются они в хаотичном порядке до приложения к материалу электрического поля. Оно упорядочивает ток носителей отрицательного заряда – кристаллы превращаются в проводники – это вещества, по которым хорошо перемещаются электрические заряды.
Кроме металлов проводниками являются: полуметаллы, различные формы карбона (графин) и электролиты: растворы солей, кислот в воде. Электричество через себя пропускают ионизованные газы – плазма. Полупроводники при определённых условиях также становятся проводниками, их свойства зависят от количества и качества примесей, температуры, уровня освещённости и прочих условий.
Материалы с хорошей проводимостью делятся на проводники:
- Первого рода – обладают электронной проводимостью, большинство материалов.
- Второго рода – у них ионная проводимость, к таким относятся электролиты, плазма, расплавленные металлы.
Проводимость изменяется в сименсах (СМ), это обратно пропорциональная сопротивлению материала величина.
Среди металлов и их сплавов встречаются материалы со сверхпроводимостью, которая наблюдается в узком диапазоне низких температур.
Примеры проводников
Нас практически везде окружают вещества, отлично пропускающие энергию электрического поля.
Приведём несколько примеров проводников электрической энергии (электричества). К таким относятся:
- Металлы: алюминий и медь – самые распространённые материалы в электрике и электротехнике.
- Живые организмы неплохо пропускают электричество.
- Ионизованный воздух – все наблюдали, как электрический разряд рассекает атмосферу.
- Насыщенная растворами минералов и солей вода, например, горные ручьи.
- Некоторые формы углерода: графит – скользящие контакты – графитовые щётки для электрических двигателей, графитовая пыль, полимерные предохранители.
- Сплавы металлов, полуметаллов, материалов на основе углерода.
Также ток проводит железо, сталь, сплавы на их основе.
Тесты
Выберите, какие из веществ являются хорошими проводниками:
- Плазма, электролиты, жидкости.
- Металлы, электролиты, ионизированный газ, растворы солей.
- Газы, кристаллы, щёлочи, сплавы металлов.
Проводником электричества называется вещество:
- Которое легко электризуется.
- Проводит заряды от источника электричества.
- Передаёт положительные заряды.
Поделитесь в социальных сетях:
3 марта 2022, 09:44
Физика
Could not load xLike class!
Проводник и непроводник электричества – примеры
4.4
Средняя оценка: 4.4
Всего получено оценок: 144.
4.4
Средняя оценка: 4.4
Всего получено оценок: 144.
Поскольку электрический ток представляет собой организованное движение электрических зарядов, то для его существования необходима среда, в которой существуют заряды, способные двигаться под действием внешнего поля. Рассмотрим это явление более подробно. Кроме того, приведем примеры проводников и непроводников электричества.
Проводники
Проводимость в кристалле металла
Самыми лучшими проводниками являются металлы. Происходит это потому, что ядра атомов с электронами внутренних электронных оболочек (ионы) образуют плотную регулярную пространственную структуру – кристаллическую решетку, электроны внешних оболочек оказываются «общими» для соседних ионов и могут достаточно свободно перемещаться от одного иона к другому.
Примерами хороших проводников являются такие металлы, как серебро, медь, алюминий.
Хотя скорость движения электронов по проводнику невысока (миллиметры в секунду), само электрическое поле распространяется с очень большой скоростью, сравнимой со скоростью света.
Проводимость растворов
Поскольку чистая дистиллированная вода практически не содержит свободных зарядов, она не может проводить электрический ток. Однако, если в воде растворено другое вещество, (например, обычная поваренная соль), то под действием молекул воды нейтральная молекула этого вещества распадается на заряженные части (ионы). И теперь при появлении электрического поля ионы придут в упорядоченное движение, возникнет электрический ток.
Поскольку ионы в растворе значительно тяжелее электронов в металле, растворы хуже проводят электричество, по сравнению с металлами.
Проводимость газов
Газы, как правило, состоят из отдельных, хаотично движущихся и достаточно далеко отстоящих друг от друга молекул. Поэтому они не проводят электрический ток. Однако, если внешними воздействиями создавать внутри газа заряженные частицы (ионы), то газ начинает проводить электрический ток. Такими воздействиями может быть нагревание, либо создание такого большого электрического поля, что его сил оказывается достаточно для разрушения внешних электронных оболочек. Газ при этом ионизируется, и возникает разряд – тлеющий или искровой.
Диэлектрики
Если среда содержит очень мало свободных зарядов (или не содержит их вообще), такая среда не может проводить электрический ток и является непроводником (диэлектриком, изолятором).
В отличие от кристаллов проводников, кристаллы диэлектрика имеют такую пространственную структуру, что внешние электроны не могут далеко удалиться от ионов.
Жидкости-диэлектрики – это жидкости, в которых нет растворенных примесей, а молекулы этих жидкостей сами по себе ионами не являются, например, дистиллированная вода.
Газы в нормальных условиях, как уже было сказано выше, содержат очень мало заряженных частиц, и являются хорошими изоляторами. Примером может являться обычный воздух.
Граница между проводниками и непроводниками достаточно условна. Кроме того, существуют вещества, занимающие промежуточное положение, они называются полупроводниками. В таких веществах количество свободных зарядов не так велико, как в металлах, однако, значительно больше, чем в диэлектриках. К типичным полупроводникам относится кремний.
Что мы узнали?
Деление на проводники и непроводники электричества проводится в зависимости от количества свободных электрических зарядов в веществе.
Проводники – это вещества, в которых имеется много свободных электрических зарядов, типичные представители – металлы. Непроводники (диэлектрики, изоляторы) – это вещества, в которых мало или вовсе нет свободных электрических зарядов, типичные представители – стекло, пластмасса. Кроме того, существуют полупроводники, занимающие промежуточное положение, например, кремний.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка доклада
4.4
Средняя оценка: 4.4
Всего получено оценок: 144.
А какая ваша оценка?
Что такое проводник?
По
- Рахул Авати
Проводник или электрический проводник — это вещество или материал, через который проходит электричество.
В проводнике носители электрического заряда, обычно электроны или ионы, легко перемещаются от атома к атому при приложении напряжения. Большинство металлов, таких как медь, считаются хорошими проводниками, в то время как неметаллы считаются плохими проводниками, то есть изоляторами.
В целом под проводимостью понимается способность вещества передавать электричество или тепло. Проводник проводит электричество, так как он оказывает небольшое сопротивление потоку электронов или не оказывает никакого сопротивления, что приводит к протеканию электрического тока. Обычно металлы, металлические сплавы, электролиты и даже некоторые неметаллы, такие как графит и жидкости, включая воду, являются хорошими проводниками электричества. Чистое элементарное серебро является одним из лучших проводников электричества. Другие хорошие электрические проводники включают следующее:
- медь
- сталь
- золото
- серебро
- платина
- алюминий
- латунь
Люди также являются хорошими проводниками электричества, поэтому прикосновение к человеку, пораженному электрическим током, вызывает такой же удар.
Важные особенности электрического проводника включают следующее:
- Обеспечивает свободное движение через него электронов или ионов.
- У него внутри нулевое электрическое поле, что позволяет двигаться электронам или ионам.
- Снаружи проводника электрическое поле перпендикулярно поверхности проводника.
- Он имеет нулевую плотность заряда, благодаря чему положительные и отрицательные заряды компенсируют друг друга, а свободные заряды существуют только на поверхности.
Кроме того, проводники имеют низкое сопротивление и высокую теплопроводность. Кроме того, проводник, помещенный в магнитное поле, не накапливает энергию. Наконец, оба конца проводника находятся под одинаковым потенциалом. Электричество течет по проводнику, когда потенциал меняется на одном конце, что позволяет электронам течь от одного конца к другому.
Согласно зонной теории в физике твердого тела, твердые тела имеют валентную зону и зону проводимости. Чтобы материал мог проводить через него электрический ток, между его валентной зоной и зоной проводимости не должно быть энергетической щели. Таким образом, в проводниках эти полосы перекрываются, позволяя электронам проходить через материал даже при приложении минимального напряжения. Поскольку внешние электроны в валентной зоне слабо связаны с атомом, приложение напряжения, электродвижущая сила или тепловое воздействие возбуждают их, что перемещает их из валентной зоны в зону проводимости.
В зоне проводимости эти электроны могут свободно перемещаться где угодно, что приводит к обилию электронов в этой зоне.
Эти электроны движутся вперед и назад, а не по прямой линии. Вот почему их скорость известна как скорость дрейфа или V d . Именно из-за этой скорости дрейфа электроны сталкиваются с атомами материала или другими электронами внутри зоны проводимости проводника.
Когда в проводнике есть разность потенциалов в двух точках, электроны перетекают из точки с более низким потенциалом в точку с более высоким потенциалом. Электроны и электричество текут в противоположных направлениях. В этой ситуации материал проводника оказывает лишь небольшое сопротивление.
Материалы, которые не пропускают электрический ток или тепло, известны как изоляторы или диэлектрические материалы. Большинство изоляторов являются твердыми по своей природе. Примеры включают следующее:
- дерево
- ткань
- стекло
- кварц
- слюда
- пластик
- фарфор
- резина
Большинство газов и некоторые типы дистиллированной воды также являются хорошими изоляторами.
Материал, который довольно хорошо проводит электричество, но не так хорошо, как проводник, известен как резистор . Наиболее распространенным примером резистора является комбинация углерода и глины, смешанных в определенном соотношении для создания постоянного, предсказуемого сопротивления электрическому току.
Полупроводники ведут себя как хорошие проводники при одних условиях, но как плохие проводники при других. В полупроводнике как электроны, так и так называемые дырки — отсутствие электронов — действуют как носители заряда. Примеры полупроводников включают кремний, германий и различные оксиды металлов.
Интегральные схемы, такие как микросхемы, состоят из полупроводниковых материалов. При экстремально низких температурах некоторые металлы проводят электричество лучше, чем любое известное вещество при комнатной температуре. Это явление называется сверхпроводимость .
Вещество, которое ведет себя таким образом, называется сверхпроводником .
Температура и проводимость обратно пропорциональны, то есть повышение температуры отрицательно влияет на проводимость. С повышением температуры увеличивается и колебание молекул проводника. Это препятствует плавному потоку электронов, тем самым уменьшая проводимость материала.
Кроме того, повышение температуры приводит к разрыву связей в молекулах проводника, что приводит к высвобождению электронов. Это оставляет материал с меньшим количеством электронов, тем самым снижая способность материала проводить через него электрический ток.
Типы проводниковВ зависимости от омической характеристики электрические проводники классифицируются как:
- жилы омические
- неомические проводники
Омические проводники всегда следуют закону Ома, согласно которому приложенное напряжение прямо пропорционально протекающему току.
Примеры включают алюминий, медь и серебро. Неомические проводники, которые не подчиняются закону Ома, включают термисторы и фоторезисторы, зависящие от света.
полезны для многих приложений, включая следующие:
- Алюминий, хорошо проводящий тепло и электричество, обычно используется для изготовления кухонной утвари. Он также используется в фольге для хранения и консервации пищевых продуктов.
- Железо, хорошо проводящее тепло, используется в производстве автомобильных двигателей.
- Проводники также используются в автомобильных радиаторах для отвода тепла от двигателя.
Изоляторы также используются для многих распространенных применений. Например, каучук используется для изготовления огнеупорной одежды и обуви. Пластик часто включают в электрические приборы, чтобы предотвратить поражение пользователей электрическим током. Изоляторы также защищают пользователей от огня и звука.
См. также: Эффект Зеебека , переменный ток , постоянный ток , проводимость , Flux , Ampere , Эффект зала , Электромагнитная индукция и Impedance .
Последнее обновление: май 2022 г.
Продолжить чтение О дирижере- IBM: еще один чип в стене
- Подготовьте провода к Интернету вещей
- Создание руководства по электробезопасности для центра обработки данных
- Подсоедините анизотропную проводящую пленку для ваших устройств IoT
- Баланс электроэнергии — построение устойчивой электросети
словарь данных
Словарь данных — это набор описаний объектов данных или элементов в модели данных, на которые могут ссылаться программисты и другие лица.
Нетворкинг
- NFV MANO (управление и оркестрация виртуализации сетевых функций)
NFV MANO (управление виртуализацией и оркестровкой сетевых функций), также называемый MANO, представляет собой архитектурную основу для …
- Сетевой коммутатор
Сетевой коммутатор соединяет устройства в сети друг с другом, позволяя им общаться путем обмена пакетами данных.
- сетевой трафик
Сетевой трафик — это объем данных, которые перемещаются по сети в любое заданное время.
Безопасность
- контрольная сумма
Контрольная сумма — это значение, представляющее количество битов в передаваемом сообщении, которое используется ИТ-специалистами для обнаружения …
- информация о безопасности и управление событиями (SIEM)
Управление информацией о безопасности и событиями (SIEM) — это подход к управлению безопасностью, объединяющий информацию о безопасности .
.. - Злая Корпорация
Evil Corp — международная сеть киберпреступников, использующая вредоносное ПО для кражи денег с банковских счетов жертв и для …
..ИТ-директор
- зеленые ИТ (зеленые информационные технологии)
Green IT (зеленые информационные технологии) — это практика создания и использования экологически устойчивых вычислений.
- ориентир
Контрольный показатель — это стандарт или точка отсчета, которые люди могут использовать для измерения чего-либо еще.
- пространственные вычисления
Пространственные вычисления широко характеризуют процессы и инструменты, используемые для захвата, обработки и взаимодействия с трехмерными данными.
HRSoftware
- самообслуживание сотрудников (ESS)
Самообслуживание сотрудников (ESS) — это широко используемая технология управления персоналом, которая позволяет сотрудникам выполнять множество связанных с работой .
.. - платформа обучения (LXP)
Платформа обучения (LXP) — это управляемая искусственным интеллектом платформа взаимного обучения, предоставляемая с использованием программного обеспечения как услуги (…
- Поиск талантов
Привлечение талантов — это стратегический процесс, который работодатели используют для анализа своих долгосрочных потребностей в талантах в контексте бизнеса …
..Служба поддержки клиентов
- прямой электронный маркетинг
Прямой маркетинг по электронной почте — это формат кампаний по электронной почте, в котором отдельные рекламные объявления рассылаются целевому списку …
- полезные идеи
Практическая информация — это выводы, сделанные на основе данных, которые можно превратить непосредственно в действие или ответ.
- интеграция
Интеграция — это процесс объединения небольших компонентов или информации, хранящейся в разных подсистемах, в единую .
..
..Проводники и изоляторы
Проводники и изоляторыВ проводнике электрический ток может течь свободно, в изоляторе — нет. Металлы, такие как медь, являются типичными проводниками, в то время как большинство неметаллических твердых тел считаются хорошими изоляторами, обладающими чрезвычайно высоким сопротивлением потоку заряда через них. «Проводник» подразумевает, что внешние электроны атомов слабо связаны и могут свободно перемещаться через материал. Большинство атомов крепко удерживают свои электроны и являются изоляторами. В меди валентные электроны практически свободны и сильно отталкиваются друг от друга. Любое внешнее воздействие, которое перемещает один из них, вызовет отталкивание других электронов, которые распространяются по проводнику «домино». Проще говоря, большинство металлов являются хорошими проводниками электричества, а большинство неметаллов — нет.
| Указатель | ||
| Вернуться |
Металлы также обычно являются хорошими проводниками тепла, а неметаллы — нет.Большинство твердых материалов классифицируются как изоляторы, поскольку они оказывают очень большое сопротивление потоку электрического тока. Металлы классифицируются как проводники, потому что их внешние электроны не связаны прочно, но в большинстве материалов даже самые внешние электроны связаны настолько прочно, что поток электронов через них практически нулевой при обычном напряжении. Некоторые материалы являются особенно хорошими изоляторами и могут характеризоваться высоким удельным сопротивлением:
По сравнению с удельным сопротивлением меди:
|
