Elektrovadītājs pret izolatoru
Elektriskā izolācija un elektriskā vadītspēja ir divas no vissvarīgākajām matērijas īpašībām. Tādās jomās kā elektrotehnika, elektroniskā inženierija, elektromagnētiskā lauka teorija un vides fizika materiāla izolācijas īpašībām un vadītspējas īpašībām ir liela nozīme. Tā kā mūsu ekonomiku vada elektrība, ir ļoti svarīgi labi izprast šādus jautājumus. Dažas no mūsu ikdienas parādībām var aprakstīt, izmantojot vielas vadītspēju un izolāciju. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir elektriskā vadītspēja un elektriskā izolācija, kādas ir teorijas par elektrisko vadītspēju un elektrisko izolāciju, to līdzības, kādi ir materiāli, kas parāda attiecīgo īpašību, ikdienas parādības, kas saistītas ar vadītspēju un izolāciju, un visbeidzot to atšķirības..
Elektriskie vadītāji
Elektrības vadītāji ir definēti kā materiāli ar bezmaksas lādiņiem, kas var pārvietoties. Šajā kontekstā, tā kā katram materiālam termiskās sajaukšanas dēļ ir vismaz viens brīvs elektrons, katrs materiāls ir vadītājs. Teorētiski tā ir taisnība. Tomēr praksē vadītāji ir materiāli, kas ļautu tiem iziet noteiktu strāvas daudzumu. Metāliem ir metāla savienojuma struktūra, kas ir pozitīvs jons, kas ir iegremdēts elektronu jūrā. Metāls nodod visus savus ārējā apvalka elektronus elektronu baseinam. Tāpēc metālos ir liels brīvo elektronu daudzums, tāpēc tie ir ļoti labi vadītāji. Vēl viens vadīšanas veids ir caurumu plūsma. Kad atoms režģa struktūrā atbrīvo elektronu, atoms kļūst pozitīvs. Šis brīvais elektronu apvalks ir pazīstams kā caurums. Šis caurums var uzņemt elektronu no blakus esošā atoma, radot caurumu blakus esošajā atomā. Kad šī maiņa tiek turpināta, tā kļūst par strāvu. Joni jonu šķīdumos darbojas arī kā strāvas nesēji. Visas mūsu elektropārvades līnijas ir izgatavotas no vadošiem metāliem. Metāli un sāls šķīdumi ir labs piemērs vadītājiem. Ja vadītāja vadītspēja ir zema, tas nozīmē, ka vide pretojas strāvas plūsmai. To sauc par vadītāja pretestību. Vides pretestība rada enerģijas zudumus siltuma veidā.
Elektriskie izolatori
Elektriskie izolatori ir materiāli, par kuriem nav jāmaksā nekāda bezmaksas maksa. Bet praksē katram materiālam ir daži brīvie elektroni termiskās sajaukšanas dēļ. Ideāls izolators neļaus plūst strāvai pat tad, ja sprieguma starpība starp spailēm ir bezgalīga. Tomēr parasts izolators ļautu strāvai iziet pēc dažiem simtiem voltu. Ja izolācijas materiālam tiek pielikts augsts spriegums, materiāla iekšpusē esošie atomi polarizējas. Ja spriegums ir pietiekams, elektroni tiks atdalīti no atomiem, lai izveidotu brīvus elektronus. Tas ir pazīstams kā šī materiāla pārrāvuma spriegums. Pēc pārrāvuma augstā sprieguma dēļ būs strāvas plūsma. Izolatoru piemēri ir destilēts ūdens, vizla un lielākā daļa plastmasas.
|
Kāda ir atšķirība starp elektrības vadītājiem un izolatoriem? • Elektrības vadītājiem ir nulle vai ļoti maza pretestība, savukārt elektriskajiem izolatoriem ir ļoti liela vai bezgalīga pretestība. • Vadītājiem ir bezmaksas maksa, savukārt izolatoriem nav maksas. • Vadi laiž cauri strāvu, savukārt izolatori ne. |
Saistītās tēmas:
Atšķirība starp siltumizolatoru un vadītāju
