10 Elektros laidininkų ir izoliatorių pavyzdžių
Daiktai, kurie nelaidžia elektrai, ir dalykai, kurie neveikia
ThoughtCo.
Kas daro medžiagą laidininku ar izoliatoriumi? Paprasčiau tariant, elektros laidininkai yra medžiagos, kurios pravesti elektrą o izoliatoriai yra medžiagos, kurių nėra. Ar medžiaga praleidžia elektrą, priklauso nuo to, kaip lengvai per ją juda elektronai.
Elektros laidumas priklauso nuo elektronų judėjimo, nes protonai ir neutronai nejuda – jie yra susieti su kitais protonais ir neutronais atomo branduoliuose.
Dirigentai vs. Izoliatoriai
Valentinių elektronų yra tarsi išorinės planetos, besisukančios aplink žvaigždę. Juos pakankamai traukia atomai, kad išliktų savo pozicijoje, tačiau ne visada reikia daug energijos, kad jie išmuštų iš vietos – šie elektronai lengvai neša elektros srovę. Neorganinės medžiagos, tokios kaip metalai ir plazmos, kurios lengvai praranda ir įgyja elektronus, yra laidininkų sąrašo viršuje.
Organinės molekulės dažniausiai yra izoliatoriai, nes juos laiko kartu kovalentiniai (bendrieji elektroniniai) ryšiai ir kadangi vandenilinis ryšys padeda stabilizuoti daugelį molekulių. Dauguma medžiagų nėra nei geri laidininkai, nei geri izoliatoriai, o kažkur per vidurį. Jie nėra lengvai laidūs, bet jei tiekiama pakankamai energijos, elektronai judės.
Kai kurios grynos medžiagos yra izoliatoriai, bet laidios, jei jos bus legiruotos nedideliu kiekiu kito elemento arba jei jose yra priemaišų. Pavyzdžiui, dauguma keramikos yra puikūs izoliatoriai, bet jei jas sumaišysite, galite sukurti superlaidininką. Grynas vanduo yra izoliatorius, nešvarus vanduo laidus silpnai, o sūrus vanduo – su laisvai plaukiojančiais jonais – gerai.
10 Elektros laidininkai
The geriausia elektros laidininkas, esant normaliai temperatūrai ir slėgiui, yra metalinis elementas sidabras . Tačiau sidabras ne visada yra idealus pasirinkimas kaip medžiaga, nes jis yra brangus ir lengvai subraižomas, o oksido sluoksnis, žinomas kaip tamsinimas, nėra laidus.
Panašiai rūdžių, žalumynų ir kitų oksidų sluoksniai mažina laidumą net ir stipriausiuose laiduose. Veiksmingiausia elektrinė laidininkai yra:
- sidabras
- Auksas
- Varis
- Aliuminis
- Merkurijus
- Plienas
- Geležis
- Jūros vanduo
- Betono
- Merkurijus
Kiti stiprūs laidininkai:
- Platina
- Žalvaris
- Bronza
- Grafitas
- Purvinas vanduo
- Citrinos sulčių
10 elektros izoliatorių
Elektros krūviai laisvai neteka per izoliatorius. Daugeliu atvejų tai yra ideali kokybė – stiprūs izoliatoriai dažnai naudojami norint padengti arba sukurti barjerą tarp laidininkų, kad būtų kontroliuojamos elektros srovės. Tai matyti iš guma dengtų laidų ir kabelių. Veiksmingiausi elektros izoliatoriai yra:
- Guma
- Stiklas
- Tyras vanduo
- Alyva
- Oras
- Deimantas
- Sausa mediena
- Sausa medvilnė
- Plastmasinis
- Asfaltas
Kiti stiprūs izoliatoriai:
- Stiklo pluoštas
- Sausas popierius
- Porcelianas
- Keramika
- Kvarcas
Kiti veiksniai, turintys įtakos laidumui
Medžiagos forma ir dydis turi įtakos jos laidumui. Pavyzdžiui, storas medžiagos gabalas bus laidesnis nei plonas tokio pat dydžio ir ilgio gabalas. Jei turite du vienodo storio medžiagos gabalus, bet vienas yra trumpesnis už kitą, trumpesnis bus laidesnis, nes trumpesnis gabalas turi mažesnį atsparumą, panašiai kaip lengviau stumti vandenį per trumpą vamzdį nei ilgas.
Temperatūra taip pat turi įtakos laidumui. Kylant temperatūrai, atomai ir jų elektronai įgyja energijos. Kai kurie izoliatoriai, tokie kaip stiklas, yra prastai laidūs, kai vėsūs, bet geri, kai karšti; dauguma metalų yra geresni laidininkai, kai jie yra vėsūs, ir mažiau veiksmingi, kai yra karšti. Kai kurie geri dirigentai tapti superlaidininkai esant itin žemai temperatūrai.
Kartais pats laidumas keičia medžiagos temperatūrą. Elektronai teka laidininkais nepažeisdami atomų ir nesukeldami nusidėvėjimo. Tačiau judantys elektronai patiria pasipriešinimą. Dėl šios priežasties elektros srovės gali šildyti laidžias medžiagas.