Kas daro medžiagą laidininku ar izoliatoriumi? Paprasčiau tariant, elektros laidininkai yra tokios medžiagos pravesti elektrą o izoliatoriai - tai medžiagos, kurių nėra. Ar medžiaga veda elektrą, lemia tai, kaip lengvai elektronai juda per ją.
Elektros laidumas priklauso nuo elektronų judėjimo, nes protonai ir neutronai nejuda - jie yra prijungti prie kitų protonų ir neutronų, esančių atominiuose branduoliuose.
Dirigentai Vs. Izoliatoriai
Valentiniai elektronai yra kaip žvaigždės aplink orbitą skriejančios išorinės planetos. Jie pakankamai traukia savo atomus, kad išliktų vietoje, tačiau norint juos išstumti iš vietos ne visada reikia daug energijos - šie elektronai lengvai perduoda elektros sroves. Neorganinės medžiagos, tokios kaip metalai ir plazmos, kurios lengvai praranda ir įgyja elektronus, yra laidininkų sąraše.
Organinės molekulės dažniausiai yra izoliatoriai, nes juos laiko kartu kovalentiniai (pasidalinti elektronai) ryšiai ir kadangi vandenilio ryšys padeda stabilizuoti daugelį molekulių. Dauguma medžiagų nėra nei geri laidininkai, nei geri izoliatoriai, bet kažkur per vidurį. Jie nelengvai elgiasi, tačiau jei tiekiama pakankamai energijos, elektronai judės.
Kai kurios grynos pavidalo medžiagos yra izoliatoriai, tačiau veiks, jei jos bus skiedžiamos nedideliu kiekiu kito elemento arba jei jose yra priemaišų. Pvz., Dauguma keramikos gaminių yra puikūs izoliatoriai, tačiau juos padarius galite sukurti superlaidininką. Grynas vanduo yra izoliatorius, nešvarus vanduo prastai veda, o sūrus vanduo - su laisvai plūduriuojančiais jonais - gerai.
10 elektros laidininkų
geriausia Elektros laidininkas normalios temperatūros ir slėgio sąlygomis yra: metalinis elementas sidabras. Tačiau sidabras ne visada yra idealus pasirinkimas kaip medžiaga, nes jis yra brangus ir lengvai sugadinamas, o oksido sluoksnis, žinomas kaip apgadinimas, nėra laidus.
Panašiai rūdis, verdigris ir kiti oksidų sluoksniai sumažina laidumą net stipriausiuose laidininkuose. Veiksmingiausia elektrinė laidininkai yra:
- sidabras
- Auksas
- Varis
- Aliuminis
- Gyvsidabris
- Plienas
- Geležies
- Jūros vanduo
- Betonas
- Gyvsidabris
Kiti stiprūs laidininkai yra šie:
- Platina
- Žalvaris
- Bronza
- Grafitas
- Purvinas vanduo
- Citrinos sulčių
10 elektros izoliatorių
Elektros krūviai laisvai teka per izoliatorius. Daugeliu atvejų tai yra ideali kokybė - stiprūs izoliatoriai dažnai naudojami dangai padengti arba užtvarui tarp laidininkų išlaikyti elektros srovę. Tai galima pastebėti guma padengtuose laiduose ir kabeliuose. Veiksmingiausi elektros izoliatoriai yra šie:
- Guma
- Stiklas
- Tyras vanduo
- Alyva
- Oro
- Deimantas
- Sausa mediena
- Sausa medvilnė
- Plastmasinis
- Asfaltas
Kiti stiprūs izoliatoriai yra šie:
- Stiklo pluoštas
- Sausas popierius
- Porcelianas
- Keramika
- Kvarcas
Kiti veiksniai, turintys įtakos laidumui
Medžiagos forma ir dydis turi įtakos jos laidumui. Pvz., Storas materijos gabalas bus geriau nei plonas tokio paties dydžio ir ilgio gabalas. Jei turite du tokio paties storio medžiagos gabalus, bet vienas yra trumpesnis už kitą, trumpesnis geriau elgsis nes trumpesnis gabalas turi mažesnį pasipriešinimą, tokiu pačiu būdu, kad lengviau priversti vandenį per trumpą vamzdį nei ilgą vienas.
Temperatūra taip pat turi įtakos laidumui. Kylant temperatūrai, atomai ir jų elektronai įgyja energijos. Kai kurie izoliatoriai, tokie kaip stiklas, yra prastos laidininkai, kai vėsūs, bet geri laidininkai, kai karšta; dauguma metalų yra geresni laidininkai, kai vėsūs, ir mažiau efektyvūs, kai karšta. Kai kurie geri laidininkai tapti superlaidininkai esant ypač žemai temperatūrai.
Kartais pats laidumas keičia medžiagos temperatūrą. Elektronai teka laidininkais nepažeisdami atomų ir nesukeldami susidėvėjimo. Vis dėlto judantys elektronai patiria atsparumą. Dėl šios priežasties elektros srovės srautas gali šildyti laidžias medžiagas.