Какво прави даден материал проводник или изолатор? Най-просто казано, електрическите проводници са материали, които провеждат електричество а изолаторите са материали, които не го правят. Дали веществото провежда електричество се определя от това колко лесно се движат електрони през него.
Електрическата проводимост зависи от движението на електроните, защото протоните и неутроните не се движат - те са свързани с други протони и неутрони в атомните ядра.
Диригенти Vs. Изолатори
Валентни електрони са като външни планети, обикалящи около звезда. Те са привлечени достатъчно от своите атоми, за да останат в позиция, но не винаги е необходимо много енергия, за да ги извадят от мястото си - тези електрони лесно пренасят електрически ток. Неорганични вещества като метали и плазми, които лесно губят и натрупват електрони, оглавяват списъка на проводниците.
Органични молекули са предимно изолатори, защото са държани заедно ковалентни (споделени електронни) връзки и тъй като свързването на водород спомага за стабилизирането на много молекули. Повечето материали не са нито добри проводници, нито добри изолатори, но някъде по средата. Те не водят лесно, но ако се достави достатъчно енергия, електроните ще се движат.
Някои материали в чиста форма са изолатори, но ще се провеждат, ако са легирани с малки количества от друг елемент или ако съдържат примеси. Например, повечето керамика са отлични изолатори, но ако ги допирате, можете да създадете свръхпроводник. Чистата вода е изолатор, мръсната вода води слабо, а солената вода - със своите свободно плаващи йони - води добре.
10 електрически проводници
Най- най-доброто електрически проводник, при условия на обикновена температура и налягане, е метален елемент сребро. Среброто не винаги е идеален избор като материал, тъй като е скъпо и податливо на оцветяване, а оксидният слой, известен като катран, не е проводим.
По същия начин ръждата, вердигрисът и други оксидни слоеве намаляват проводимостта дори в най-силните проводници. Най-ефективният електрически проводници са:
- сребърен
- злато
- мед
- алуминий
- живак
- стомана
- Желязо
- Морската вода
- бетон
- живак
Други силни проводници включват:
- платина
- месинг
- бронз
- графит
- Мръсна вода
- Лимонов сок
10 електрически изолатора
Електрическите заряди не протичат свободно през изолатори. Това е идеално качество в много случаи - силните изолатори често се използват за покриване или осигуряване на бариера между проводниците, за да се поддържа електрически ток под контрол. Това може да се види в проводници и кабели с гумено покритие. Най-ефективните електрически изолатори са:
- Каучук
- Стъкло
- Чиста вода
- масло
- Въздух
- диамант
- Сухо дърво
- Сух памук
- Пластмасов
- асфалт
Други силни изолатори включват:
- стъклопласт
- Суха хартия
- порцелан
- керамика
- кварц
Други фактори, които влияят на проводимостта
Формата и размерът на материала влияят на неговата проводимост. Например, дебелото парче материя ще се държи по-добре от тънко парче със същия размер и дължина. Ако имате две парчета материал със същата дебелина, но едното е по-късо от другото, по-късото ще се държи по-добре тъй като по-късото парче има по-малко съпротивление, по същия начин, че е по-лесно да принуждавате водата през къса тръба, отколкото дълга един.
температура също влияе върху проводимостта. С повишаване на температурата атомите и техните електрони придобиват енергия. Някои изолатори като стъкло са лоши проводници, когато са хладни, но добри проводници, когато са горещи; повечето метали са по-добри проводници, когато са хладни и по-малко ефективни проводници, когато са горещи. някои добри проводници да стане свръхпроводници при изключително ниски температури.
Понякога самото провеждане променя температурата на материал. Електроните преминават през проводници, без да увреждат атомите или да причиняват износване. Подвижните електрони обаче изпитват съпротива. Поради това потокът от електрически токове може да нагрява топлопроводими материали.