Elektros laidininkas prieš izoliatorių
Elektros izoliacija ir elektrinis laidumas yra dvi svarbiausios materijos savybės. Tokiose srityse kaip elektrotechnika, elektronikos inžinerija, elektromagnetinio lauko teorija ir aplinkos fizika medžiagos izoliacinės savybės ir laidumo savybės turi didelę reikšmę. Kadangi mūsų ekonomika valdoma elektra, labai svarbu gerai suprasti tokius dalykus. Kai kuriuos mūsų kasdienius reiškinius galima apibūdinti naudojant medžiagos laidumą ir izoliaciją. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra elektros laidumas ir elektros izoliacija, kokios yra elektros laidumo ir elektros izoliacijos teorijos, jų panašumai, kokios medžiagos turi atitinkamą savybę, kasdienius reiškinius, susijusius su laidumu ir izoliacija, ir galiausiai jų skirtumus..
Elektros laidininkai
Elektros laidininkai apibrėžiami kaip medžiagos su nemokamomis įkrovomis, kurios gali judėti. Šiame kontekste, kadangi kiekviena medžiaga turi bent vieną laisvą elektroną dėl šiluminio maišymo, kiekviena medžiaga yra laidininkas. Teoriškai tai tiesa. Tačiau praktiškai laidininkai yra medžiagos, leidžiančios per juos praeiti tam tikrą srovės kiekį. Metalai turi metalinę jungiamąją struktūrą, kuri yra teigiamas jonas, įtrauktas į elektronų jūrą. Metalas atiduoda visus savo išorinio apvalkalo elektronus elektronų telkiniui. Todėl metalai turi daug laisvųjų elektronų, todėl jie yra labai geri laidininkai. Kitas laidumo būdas yra skylių srautas. Kai gardelės struktūroje esantis atomas išleidžia elektroną, atomas tampa teigiamas. Šis laisvas elektronų apvalkalas žinomas kaip skylė. Ši skylė gali paimti elektroną iš gretimo atomo, sukeldama skylę kaimyniniame atome. Kai šis poslinkis tęsiamas, tai tampa srove. Jonų tirpaluose esantys jonai taip pat veikia kaip srovės nešikliai. Visos mūsų elektros linijos yra pagamintos iš laidžių metalų. Metalai ir druskos tirpalai yra geras laidininkų pavyzdys. Jei laidininko laidumas yra mažas, tai reiškia, kad terpė priešinasi srovės srautui. Tai žinoma kaip laidininko pasipriešinimas. Dėl terpės pasipriešinimo prarandama energija šilumos pavidalu.
Elektros izoliatoriai
Elektros izoliatoriai yra medžiagos, už kurias netaikomi jokie nemokami mokesčiai. Tačiau praktiškai kiekviena medžiaga turi keletą laisvųjų elektronų dėl terminio maišymo. Puikus izoliatorius neleistų srovei praeiti net jei įtampos skirtumas tarp gnybtų yra begalinis. Tačiau įprastas izoliatorius leistų srovei praeiti po kelių šimtų voltų. Kai izoliacinei medžiagai taikoma aukšta įtampa, medžiagos viduje esantys atomai poliarizuotųsi. Jei įtampa yra pakankama, elektronai bus atskirti nuo atomų, kad susidarytų laisvieji elektronai. Tai žinoma kaip šios medžiagos gedimo įtampa. Po gedimo dėl aukštos įtampos tekės srovė. Distiliuotas vanduo, žėrutis ir dauguma plastikų yra izoliatorių pavyzdžiai.
|
Kuo skiriasi elektros laidininkai ir izoliatoriai? • Elektros laidų varža nulinė arba labai maža, o elektros izoliatorių varža labai didelė arba begalinė. • Laidininkai nemokami, o izoliatoriai – nemokamų mokesčių. • Laidininkai praleidžia srovę, o izoliatoriai nepraleidžia. |
Susijusios temos:
Šilumos izoliatoriaus ir laidininko skirtumas
