什么是导体和绝缘体,初中物理知识点

  • 日期:2019-10-01 12:35
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善于导电的材料叫做导体,不善于导电的材料叫做绝缘体。导体中有大量自由运动的带电粒子,称为载流子。在外加电场作用下,载流子在方向上移动,形成明显的电流。绝缘体电绝缘体也称为电介质。它们的电阻很高,约108个≤10τOMM,是金属的1014倍以上。
 
简介
善于导电的材料叫做导体,不善于导电的材料叫做绝缘体。
有大量的带电物质粒子可以在导体中自由运动,称为载流子。在外加电场作用下,载流子在方向上移动,形成明显的电流。金属是最常见的导体类(见电子传导)金属原子的最外层价电子很容易脱离原子核的束缚而变成自由电子,使正离子(原子真实)形成规则的晶格。金属中的自由电子浓度很高,每立方厘米约10,因此金属导体的导电率通常高于其它导体材料的导电性。金属导体的电阻约为1≤10Ωm,一般随温度的降低而减小。在非常低的温度下,一些金属和合金的电阻率将消失,成为“超导体”。
 
电解质水溶液和熔融电解质也是导体(参见离子传导,电解质传导),其中载流子是正负离子。实验表明,大多数纯液体可以离解,但离解度很小,所以它们不是导体。例如纯水,其阻力高达10Ωm。然而,如果将电解液添加到纯水中,其离子浓度将大大增加(高达10/立方厘米),从而大大降低了电阻率(约10μm)。它将成为一名指挥。电解质的电阻远高于金属,这不仅是因为电解质中的离子浓度小于金属,而且由于离子与周围介质之间的作用力较大,使得电解质在外加电场中的迁移率要小得多。电解液在带电过程中伴随着化学变化。因此,它常被用于电化学工业(如电解净化、电镀等),被称为“第二类导体”。导体,如金属,不引起化学变化,在传导过程中没有显著的物质转移,被称为“第一种导体”。
 
特点
电离气体也可以导电(气体传导),其中载流子是电子和正负离子。一般来说,气体是一种良好的绝缘体。但是借助外部原因(如加热、X射线、伽马射线或紫外线),气体分子可以被解离,因此电离气体成为导体。电离气体的导电性与所施加的电压密切相关,并且常常伴随着诸如声音产生和发光的物理过程。电离层气体在电光光源制造行业中经常使用。
 
绝缘体电绝缘体也称为电介质。它们的电阻很高,约为10≤10τOMM,是金属的10倍以上。绝缘体有很多种,如固体,如塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、云母、绝缘漆、绝缘纸等。有液体,如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯、以及气体,如空气、氮气、二氧化碳、六氟化硫等。固态绝缘子广泛应用于导体和电气设备的绝缘中,用作电容板之间的填充材料,以提高其电容值。潮湿的气体可以大大降低绝缘子的电阻率,但绝大多数绝缘子都具有防潮能力。液体绝缘子主要用于大功率断路器、变压器和部分电缆等电气设备。此时,不仅采用了其电绝缘功能,而且还利用了液体对流的散热效果。
 
在某些外部条件(如加热、高压等)的影响下,绝缘体将被“分解”并转变成导体。绝缘子在分解之前不是绝对不导电的物体.如果在绝缘材料的两端施加电压,则材料中会出现弱电流。绝缘材料中通常只有少量的自由电子。在分解前参与传导的带电粒子主要是本征离子和杂质离子。内禀离子被热运动解离,杂质离子是由杂质的离解产生的。绝缘子或介质的主要电学特性反映在电导、极化、损耗和击穿过程中。
 
半导体现在通常被称为半导体,如锗和硅。这种导体的电阻介于金属和绝缘体之间,并且随着温度的升高而迅速减小。在这些材料中有一些自由电子和空穴,它们可以被认为是带正电荷的载流子。与金属或电解液不同的是,半导体中杂质的含量以及外部条件(如光、温度、压力等)的变化。会使它的电导率发生重大变化。由于这些特性,半导体在实际中有着非常广泛的应用。因此,固体物质可以分为导体、半导体或绝缘体,这可以用能带理论来解释(见固体的能带)。
 

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