Проводит ли никель электричество: 9 важных фактов

Никель (Ni) — серебристо-белый металл с атомным номером 28. Дайте нам знать, способен ли никель проводить электричество или нет.

Никель проводит электричество. Никель — это металл, и, как и другие металлы, он также имеет свободные электроны на своей поверхности. Эти свободные электроны обычно движутся в определенном направлении, чтобы переносить электричество в атоме никеля.

Когда атом никеля ионизируется, он высвобождает два электрона и становится Ni²⁺. Эти два свободных электрона остаются в валентной оболочке атома никеля и помогают в проведении тока.

Давайте сосредоточимся на том, как никель проводит электричество, какова его структура и связь, а также на многих других связанных вопросах в этой статье.

Никель — изолятор или проводник?

Никель — металл 10 группы периодической таблицы. Давайте посмотрим, обладает ли никель изоляционными свойствами или нет.

Никель это проводник, который проводит ток и тепло, но не обладает изолирующими свойствами. Движение в нем свободных электронов является причиной его проводящих свойств. Это движение электронов изображает никель проводником. Наоборот, диэлектрики переносят только сильно связанные электроны.

Никель из википедия

Кроме того, этот никель имеет конечное значение электропроводности, что является ключевым фактором проводимости тока. Хотя это значение не очень велико, его достаточно для проведения электричества.

Как никель проводит электричество?

Никель – это металл, обладающий ферромагнитными свойствами. Давайте сосредоточимся на процессе, посредством которого никель проводит электричество.

Никель проводит электричество за счет движения подвижных электронов. Он имеет 2 слабо связанных валентных электрона, которые случайным образом перескакивают с одного атома на другой. Когда к атому Ni прикладывается напряжение, эти электроны движутся в определенном направлении от отрицательной к положительной стороне источника питания, и электричество проходит.

Почему никель проводит электричество?

Поток сгустка электронов в определенном направлении означает поток электрического тока в этом конкретном направлении. Остановимся на причине токопроводности Ni.

Никель проводит электричество, поскольку обладает способностью пропускать электрический ток из-за подвижности присутствующих в нем делокализованных электронов. Эти электроны движутся в фиксированном направлении под действием приложенного потенциала. Этот поток является текущим.

Какова электропроводность никеля?

Способность материала проводить электрический ток называется его электропроводностью. Обсудим электропроводность никеля.

Электропроводность никеля составляет 14.3 х 10⁶ Сименс на метр. Из-за этого более высокого значения электропроводности никель более склонен проводить электричество.

Является ли никель хорошим проводником электричества?

Хорошие проводники электричества используются для очень быстрого пропускания через них электрического тока. Остановимся на никеле, чтобы уточнить его текущую пропускную способность.

Никель является хорошим проводником электричества. Подвижные электроны, присутствующие в никеле, являются причиной того, что он является хорошим проводником. Кроме того, это металл с конечным значением электропроводности, что позволяет ему легко пропускать электричество.

Никель — ферромагнитный металл, который очень легко намагничивается при комнатной температуре. Благодаря этому достоинству никель является хорошим проводником тепла.

Структура и связь никеля

Никель представляет собой кристаллический твердый металл. Давайте обсудим тип структуры и связь, которой он обладает.

• Никель используется, чтобы обладать кристаллической структурой. Гранецентрированная кубическая (ГЦК) структура представляет собой специфическую структуру, которой обладает никель.
• Атомы никеля соединены металлическими связями или ионными связями, образуя правильную кубическую структуру.

В случае кристаллов никеля имеется по одному атому в каждом углу кристалла и один атом в центре кристалла, что похоже на гранецентрированную кубическую структуру. Поскольку никель является металлом, его связь представляет собой ионную связь.

Свойства никеля

Никель обладает некоторыми свойствами, которые делают его подходящим вариантом для проведения электричества. Свойства:

• Плотность никеля 8.908 грамм/см³.
• Температура плавления и температура кипения никеля 1453 ℃. и 2913 ℃ соответственно.
• Теплопроводность никеля 90.7 Вт/мК..
• Значение линейного теплового коэффициента никеля составляет 13.4 мкм/мК..
• Никель — очень твердый металл, обладающий как ковкостью, так и пластичностью.
• Никель имеет семь степеней окисления: -2, -1,0,+1,+2,+3 и +4.
• Никель является двухвалентным металлом, что означает, что валентность Ni равна 2.
• Никель очень медленно растворяется в разбавленных кислотах.
• Никель — радиоактивный металл.
• Удельное электрическое сопротивление никеля составляет 7.0 x 10⁻⁸ Ом·м.
• Никель обладает ферромагнетизмом при комнатной температуре.

Является ли никель хорошим проводником тепла и почему?

Материалы, которые очень легко пропускают через себя поток тепловой энергии, известны как хорошие проводники тепла. Поговорим о теплопроводности никеля.

Никель является хорошим проводником тепла. Причина в его высоком значении теплопроводности. Никель имеет теплопроводность приблизительно 106 Вт/мК. Эта теплопроводность отражает качество хорошего проводника тепла.

Металлы с высокими показателями теплопроводности используются как хорошие проводники тепла, тогда как металлы с низкими значениями теплопроводности используются как плохие проводники тепла.

Проводят ли металлы электричество в расплавленном состоянии?

Расплавленные металлы — это те металлы, которые переходят в жидкое состояние из твердого состояния при повышении температуры. Остановимся на токопроводности расплавленных металлов.

Металлы проводят электричество, когда они расплавлены, поскольку они теряют свою обычную решетчатую структуру из-за повышения температуры. Следовательно, свободные электроны внутри них становятся более склонными к движению. Эта подвижность электронов проводит электричество.

Никель используется для того, чтобы иметь высокую электропроводность, а также низкое электрическое сопротивление. Так он пропускает электрический ток в расплавленном состоянии. Величина тока, протекающего в расплавленном состоянии, меньше тока, протекающего в твердом состоянии никеля.

Заключение

Никель — твердый металл с высокими значениями электро- и теплопроводности. Эти значения делают никель способным проводить ток. кроме этого никель обладает ферромагнетизмом при комнатной температуре. Все факты, связанные с проводимостью тока никелем, были кратко обсуждены в этой статье.

Создан материал, который проводит электричество, но не нагревается

Хорошо известно, что различного рода металлы, способные проводить электричество, в то же время довольно сильно нагреваются. Это обусловлено целым рядом химических и физических свойств материалов, но электро- и теплопроводность почти всегда «идут рука об руку». Однако, как мы знаем, в нашем мире нет ничего ничего не возможного. Например, как передает редакция издания Sciencealert, группа исследователей из лаборатории Университета Беркли (США) смогла создать металл, который отлично проводит электричество, но при это не нагревается.

Создан материал, нарушающий физические законы?

Как сообщают ученые, новый металл (а точнее соединение металла), что проводит электричество, не проводя тепла бросает вызов нашему нынешнему пониманию того, как работают проводники. Так как само его наличие противоречит тому, что называется законом Видемана-Франца. Если не вдаваться в подробности, то данный физический закон утверждает, что хорошие проводники электричества также будут пропорционально хорошими проводниками тепла. Этим объясняется, например, то, что приборы, использующие для своей работы электричество, со временем нагреваются. Но не будем больше оттягивать интригу. Команда ученых из США показала, что данное явление не наблюдается в оксиде ванадия, который обладает странной способностью «переключаться» с материала, являющегося изолятором, на проводящий металл при температуре 67 градусов Цельсия.

Это было совершенно неожиданное открытие, — сказал ведущий исследователь Джункуао Ву из отдела материаловедения Лаборатории Беркли. Это открытие имеет фундаментальное значение для понимания основного принципа работы новых проводников. Новое неожиданное свойство не только изменяет то, что мы знаем о проводниках, но и может быть невероятно полезным. Например, металл однажды может быть использован для преобразования отработанного тепла от двигателей и приборов обратно в электричество.

Так что никаких физических законов оксид ванадия не нарушает. Стоит заметить, что исследователи уже знали о нескольких других материалах, которые проводят электричество лучше, чем тепло, но они проявляют эти свойства только при температурах ниже нуля, что делает их крайне непрактичными для применения в реальной жизни. Оксид ванадия, с другой стороны, обычно является только проводником электричества при плюсовых температурах выше комнатной температуры, что означает, что он имеет быть намного более практичным. Чтобы открыть это странное свойство, команда изучила, как электроны движутся в кристаллической решетке оксида ванадия, а также то, сколько тепла в этот момент генерируется.

Удивительно, но они обнаружили, что теплопроводность, которую можно было бы приписать электронам в материале, была в 10 раз меньше той величины, которая предсказывалась законом Видемана-Франца. Причина этого, по-видимому, заключается в способе перемещения электронов через материал.

Электроны двигаются синхронно друг с другом. Как жидкость, а не как отдельные частицы, что наблюдается в обычных металлах. Для электронов теплопроводность — это случайное движение. Обычные металлы переносят тепло эффективно, потому что существует много различных возможных микроскопических конфигураций поведения электронов и они могут хаотично перемещаться. А вот скоординированное движение электронов в диоксиде ванадия наносит ущерб теплопередаче, поскольку существует меньше «возможностей для движения». При этом электропроводность в данном случае не страдает.

Интересно, что когда исследователи смешали оксид ванадия с другими металлами, они смогли «настроить» количество электричества и тепла, которое он может проводить, что может быть невероятно полезно для будущих применений. Например, когда эксперты добавили металл под названием вольфрам к оксиду ванадия, они сделали его лучшим теплопроводником. Хотите узнать больше новостей из мира высоких технологий? Подписывайтесь на нас в Яндекс.Дзен.

Читайте также: Разработан «складной металл». Как он поможет улучшить робототехнику

Настраивая таким образом теплопроводность, материал может эффективно применяться для автоматического рассеивания тепла в жаркое лето, потому что он будет иметь высокую теплопроводность, но предотвращать его потерю в холодную зиму из-за низкой теплопроводности при более низких температурах.

Химические элементы металлы

Для отправки комментария вы должны или

DK Science: проводники

2. / Science
3. / E.CentryClopedia Science
4. / Электричество и магнетизм

CITE

Проводник на работе

SuperConducors

Bioshy Biostry.

ИЗОЛЯТОРЫ

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Проводник — это материал, который позволяет электрическому заряду проходить через него в виде электрического тока. Обычно заряд переносят электроны, а проводником является металл. Металлы являются хорошими проводниками, потому что внешние электроны их атомов слабо связаны, и электроны могут дрейфовать через металл при приложении напряжения. В некоторых материалах все электроны прочно закреплены на месте, поэтому они плохо проводят электричество. Такой материал называется ИЗОЛЯТОР.

ПРОВОДНИК В РАБОТЕ

Обычно свободные электроны в проводнике вращаются во всех направлениях. Однако при подаче напряжения они перемещаются больше к положительной клемме, чем в любом другом направлении.

СВЕРХПРОВОДНИКИ

Некоторые материалы, называемые сверхпроводниками, вообще не имеют сопротивления протеканию тока. Электроны в них движутся более организованно, чем в обычных проводниках. Они хороши для таких работ, как создание огромных электромагнитов для медицинских сканеров, но есть проблема. Они работают, только если их держать очень, очень холодно. Самая высокая температура, которую может выдержать даже самый совершенный сверхпроводник, составляет –135°C (–211°F).

БИОГРАФИЯ: ГЕОРГ ОМ Немецкий, 1789-1854

Ом открыл закон, управляющий током, протекающим по проводникам. Он обнаружил, что удвоение напряжения между концами провода удваивает ток через него, а удвоение длины провода уменьшает ток вдвое. Провод имел сопротивление, пропорциональное его длине, а сила тока равнялась напряжению, деленному на это сопротивление. Закон Ома появился в 1827 году.

ИЗОЛЯТОРЫ

Изоляторы плохо проводят электричество или вообще не проводят электричество. Их электроны тесно связаны и будут двигаться только при приложении очень высокого напряжения. Изоляторы необходимы в электротехнике, останавливая ток там, где его быть не должно. Наиболее распространенные материалы, кроме металлов, являются изоляторами, но не все из них подходят для электротехники. Самыми ранними практическими изоляторами были воздух, глиняная посуда, стекло и резина. Все они до сих пор используются, но большинство изоляторов сегодня изготавливаются из пластика.

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИЗОЛЯТОР

Некоторые изоляторы должны работать в экстремальных условиях. Эти изоляторы электроснабжения должны выдерживать напряжение 440 000 В (440 кВ или киловольт) и останавливать протекание тока от силовых кабелей к земле даже во время ливня. Они также должны принять вес кабелей. Пластмассы недостаточно хороши для такой работы, но гораздо более древний материал — керамика — легко выдерживает нагрузку.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Ceramics

Circuits

Electromagnetism

Metals

Plastics

Copyright © 2007 Dorling Kindersley

DK Science & Technology: Electricity Supply

DK Science & Technology : Схемы

DK Наука: электричество и магнетизм

Почему одни материалы проводят электричество, а другие нет? (1): Классическая модель свободных электронов

Электрическая энергия в настоящее время является доминирующей формой потребления энергии в промышленно развитых странах и является важным элементом в работе многих устройств, которые мы используем каждый день. На протяжении десятилетий одним из самых плохо изученных, но наиболее практичных свойств куска твердого вещества была его способность или отсутствие способности проводить электричество.

Почему одни материалы проводят электричество, в то время как другие действуют как изоляторы, а третьи (например, полупроводники) действуют то или иное в зависимости от условий? Как понимание этих свойств может найти еще большее практическое применение?

Немецкий физик Георг Ом в 1827 году открыл эмпирический закон, известный как закон Ома, связывающий ток в материале и приложенное к материалу напряжение V = IR. Здесь V — разность потенциалов, I — ток, R — сопротивление материала. Сопротивление обычно постоянно для каждого материала, но для разных материалов сопротивление различно. По мере увеличения сопротивления материала его проводимость снижается, поэтому величина проводимого им тока также должна уменьшаться в соответствии с законом Ома: I = V/R.

Конечно, если сопротивление материала настолько велико, что приближается к бесконечности, то V/R становится равным нулю, поэтому I = 0. Это означает, что через материал не протекает ток. Такой материал называется изолятором. Изолятор практически не пропускает ток. С другой стороны, если R когда-либо достигнет нуля, ток станет бесконечным или неопределенным даже при самом маленьком напряжении. Это то, что происходит в сверхпроводнике. Даже без источника напряжения ток в петле из сверхпроводника, однажды начавшись, будет продолжаться в принципе невозмущенным практически вечно.

Первый сверхпроводник был открыт в 1911 году Каммерлинг-Оннесом в Амстердаме при изучении проводимости ртути при экстремально низких температурах. В конце 1980-х годов один сверхпроводник поддерживал ток без потерь почти 3 года. Обычный проводник потерял бы свой ток в течение небольшой доли секунды без помощи внешнего напряжения.

Даже при приложенном внешнем напряжении вы знаете, что провод с нормальным сопротивлением, по которому течет ток, начинает нагреваться, что свидетельствует о преобразовании электрической энергии в тепловую в проводе.

Провода могут нагреваться настолько, что начинают светиться и излучать свет; это хорошо используется в лампах накаливания и в электрических нагревательных элементах.

Такое поведение похоже на преобразование кинетической энергии в тепловую из-за трения, например, когда книга скользит по столешнице и останавливается. Кажется, что, возможно, ток в несверхпроводящем проводе сталкивается с типом трения, когда он движется по проводу, что объясняет, почему провод нагревается. Это говорит о том, что в изоляторе внутреннее трение настолько велико, что оно не позволяет протекать току, в то время как сверхпроводники вообще не имеют трения, что позволяет току течь бесконечно без какой-либо заметной потери энергии.

Вскоре после открытия Томсоном электрона Друде в 1900 г. и Х.А. Лоренц в 1909 году разработал первую электронную модель проводимости в проводящем материале. В их модели предполагается, что твердый материал состоит из атомов металла, расположенных в кристаллической структуре, способной колебаться. Однако электроны являются решающим элементом в понимании проводимости. Проводящие металлы, такие как медь и серебро, имеют один валентный электрон, который легко отрывается. Итак, Друде и Лоренц предположили, что эти валентные электроны обеспечивают ток проводимости при приложении напряжения.

Их модель называется классической моделью свободных электронов , потому что она включала только классическую физику (без квантовой теории) и потому что электроны считались маленькими шариками заряженной материи, которые могут свободно перемещаться внутри материал. Они не подвергались силам отталкивания со стороны других электронов или притяжению к ионам металлов. Только «граничная сила» по краю металла действовала на электроны, не давая им вырваться в космос.

Во многих отношениях электроны в модели свободных электронов Друде-Лоренца образуют тип идеального газа, «электронный газ» внутри металла. Несмотря на присутствие атомов решетки, предполагается, что электроны движутся случайным образом, подобно молекулам в кинетической теории газов, до тех пор, пока не будет приложено электрическое поле. Так как электроны заряжены, то в момент приложения внешнего поля они начинают двигаться в направлении действия на них электрической силы, но при этом испытывают неупругие столкновения с колебаниями кристаллической решетки, а также столкновения с примеси в материале и дефекты решетки. Все это работает вместе, чтобы замедлить продвижение электронов и уменьшить их кинетическую энергию. Это замедление проявляется как тип трения, о котором мы догадывались выше, а величина «трения» определяется как сопротивление. Потерянная кинетическая энергия проявляется в виде тепла. Чем больше неупругих столкновений испытывают электроны, пересекая проводник, тем большее сопротивление они встречают; в макроскопическом масштабе это выражается в виде закона Ома.

Конечно, если материал состоит из атомов, не имеющих валентных электронов (которые могут быть общими), таких как стекло, дерево или пластик, не может быть проводимости электронов и, следовательно, не может быть тока при напряжении. применяемый.