Проводники и изоляторы
Изучите проводники и изоляторы – умение материала проводить ток. Узнайте, чем отличаются проводники от изоляторов, удельное сопротивление, электрический заряд.
По умению проводить ток, материалы делят на проводники и изоляторы.
Задача обучения
- Различать проводники и изоляторы среди обычных материалов.
Основные пункты
- Сопротивление – физическое свойство, измеряющее способность материала переносить ток.
- Проводники вмещают электрические заряды, которые при влиянии разности потенциалов перемещаются в направлении одного из полюсов. Это электрический ток.
- Изоляторы – материалы, в которых внутренний заряд лишен свободного передвижения и не может проводить электрический ток.
Термины
- Удельное сопротивление – сопротивление электрическому току.
- Изолятор – вещество, не передающее тепло, звук или электричество.
- Проводник – вмещает подвижные электрические заряды.
Обзор
Все материалы делятся на изоляторы и проводники. Эта классификация основывается на удельном сопротивлении.
Изолятор – материал, где электрические заряды лишены свободного передвижения. А в проводнике этот поток возможен и движется в одном или нескольких направлениях.
Проводники
Все проводники располагают электрическими зарядами, которые при влиянии разности в потенциалах движутся в сторону одного из полюсов. Положительные заряды устремлены к отрицательному концу, а отрицательные к положительному. Этот поток – электрический ток.
Ионные вещества и растворы способны проводить электричество, но максимальную проводимость предоставляют металлы. В проводах часто используют медь, так как она обеспечивает отличную проводимость и дешево стоит. Но для высокой проводимости иногда используют позолоченные провода.
У каждого проводника есть предел мощности (объем тока, который может переносить).
Изоляторы
Это материалы, где внутренний заряд лишен возможности свободного передвижения, а значит, не может проводить электрический ток. Мы не располагаем идеальным изолятором с бесконечным удельным сопротивлением. Зато можно использовать стекло, бумагу и тефлон.
У изоляторов также есть физические пределы. Если на них воздействовать огромным количеством напряжения, то случится электрический пробой (электричество пробивается сквозь материал).
Этот провод представлен сердечником из меди (проводник) и полиэтиленовым покрытием (изолятор). Медь пропускает ток, а полиэтилен гарантирует, что ток не выйдет за пределы кабеля
Изоляторы
ИЗОЛЯТОРЫ — Дурные проводники электричества и потому употребляемые для изолирования проводников. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ИЗОЛЯТОРЫ ИЛИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТЕЛА вообще все тела, дурно проводящие… … Словарь иностранных слов русского языка
Изоляторы — специальные помещения, группа помещений, отделения, служащие для размещения людей, к рые могут послужить источником распространения инфекц. болезни на окружающих лиц или к рые подвержены высокому риску развития инфекции (недоношенные дети, б ные… … Словарь микробиологии
Изоляторы — Изоляторы, в частности не проводящие электричества фарфоровые илистеклянные колпачки или ролики, по которым ведутся телеграфные провода ивообще проволоки для электрических токов … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
Изоляторы — (электр.). В первое время развития сведений об электричестве (XVII ст.) все тела, по отношению к электричеству, были разделены на две большие группы: на тела идиоэлектрические, способные электризоваться трением, и тела анэлектрические, не… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Изоляторы — Изолятор это средство для изоляции (т.е. отделения, обособления, отграничения) чего либо от остальной среды. Изоляторами называют: Диэлектрик вещество, не проводящее электрический ток; Линейный изолятор изоляторы воздушных линий электропередачи;… … Википедия
ИЗОЛЯТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ — ИЗОЛЯТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, приборы или вещества, изолирующие электричество. Заряженное электричеством тело теряет, находясь в воздухе или газах, свой заряд, причем заряд уводится или через подставки или через воздух. Уведение заряда является,… … Большая медицинская энциклопедия
Изоляторы временного содержания — места, предназначенные для содержания под стражей задержанных по подозрению в совершении преступлений. В изоляторах временного содержания могут временно содержаться подозреваемые и обвиняемые, в отношении которых в качестве меры пресечения… … Финансовый словарь
ИЗОЛЯТОРЫ ВРЕМЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ — места, предназначенные для содержания под стражей задержанных по подозрению в совершении преступлений. В случаях, предусмотренных законодательством, в И.в.с. могут временно содержаться подозреваемые и обвиняемые, к которым в качестве меры… … Юридический словарь
изоляторы для гирлянд промежуточных опор — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN span wire insulators … Справочник технического переводчика
ИЗОЛЯТОРЫ ВРЕМЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ — места, предназначенные для содержания под стражей задержанных по подозрению в совершении преступлений. В И.в.с. в случаях, предусмотренных законодательством, могут временно содержаться подозреваемые и обвиняемые, в отношении которых в качестве… … Энциклопедия юриста
Научная статья на тему: “Проводники и изоляторы”
Электричество-это поток электронов, называемый электрическим током в цепи (путь для электронов). Электрический ток имеет тенденцию следовать по самому легкому пути в цепи. Некоторые материалы хорошо пропускают через себя электрический ток, в то время как другие полностью блокируют ток. Эти материалы называются проводниками и изоляторами.
Проводники
Проводники-это материалы, которые обеспечивают самый легкий путь для электрического тока. Ток легко проходит по проводникам без каких-либо затруднений. Проводники обеспечивают хороший путь для электрического тока, потому что они содержат слабо связанные (свободно движущиеся) электроны в своих атомах.
Проводники используются для передачи электрического тока в цепи. Вы, вероятно, видели электрические провода, подключенные к электроприбору; они сделаны из проводников.
Хорошими проводниками электрического тока являются металлы, потому что они содержат свободный электрон. Но самый проводящий металл- серебро . Серебро-драгоценный и дорогостоящий металл, поэтому оно обычно не используется в электрических цепях. Вместо этого используется медь, которая дешевле серебра и к тому же является хорошим проводником.
Хорошие примеры дирижеров
Серебряный стержень – серебряный проводник имеет очень низкое сопротивление.
Существует большой список проводников, которые могут проводить электричество, но только несколько проводников используются для передачи электрического тока.
Итак, в чем польза от использования хорошего проводника?
Хорошие проводники имеют очень низкое сопротивление, поэтому электрический ток может легко перемещаться. Если выбран проводник с высоким сопротивлением, то он станет горячим, когда по нему будет протекать электрический ток. Это приведет к потере большого количества электроэнергии при нагреве проводника, который питал бы некоторые приборы. Таким образом, использование проводников с очень низким сопротивлением экономит электроэнергию.
Существует большой список хороших проводников, которые можно использовать в электрических проводах. Но здесь приведены только самые полезные проводники для электрических проводов.
● Серебро – Лучший из всех проводников, но дорогой.
● Медь – Домашняя проводка обычно изготавливается из меди.
● Золото – оно имеет низкое сопротивление, но очень дорогое. Золото используется для покрытия контактов процессора в компьютерах, чтобы придать им коррозионную стойкость и повысить производительность процессора.
● Алюминий – Этот проводник в основном используется в длинных линиях электропередачи.
● Утюг – Он не используется в домашней электропроводке, но нагревательные элементы в электронагревателе имеют определенный процент железа.
Изоляторы
Изоляционная лента
Изоляторы-это материалы, которые сопротивляются или блокируют прохождение через них электрического тока. Вы также можете назвать их плохими проводниками. Они не обеспечивают хорошего пути для электрического тока, потому что не содержат слабо связанного электрона в своих атомах. Вместо этого их электроны плотно упакованы атомами.
Некоторые материалы обладают очень хорошими изоляционными свойствами, например резина и стекло. В то время как другие обладают плохими изоляционными свойствами, такими как вода, влажная древесина и т.д. Люди также являются плохими проводниками и плохими изоляторами. Это означает, что при высоком напряжении нас легко может ударить током (никогда не прикасайтесь к линиям 110 В или 220 В).
Изоляторы в основном используются для изоляции проводников. Так что, если кто-нибудь случайно прикоснется к ним, его не убьет током.
Хорошие Примеры Изоляторов
Резина – это хороший изолятор электричества и тепла.
Нам нужны хорошие изоляторы для изоляции электрических проводов и теплозащитных устройств, например холодильников. Хорошие изоляторы обеспечивают очень высокое сопротивление электрическому току, так что он не может проходить через них. Ниже приведен список известных изоляторов, которые используются для изоляции линий электропередачи, домашней проводки, домов зимой и т.д.
Интересные Факты
● Материал, который является хорошим проводником электрического тока, также легко проводит тепло.
● Алюминий не такой хороший проводник, как медь. Но он настолько дешев, что используется в линиях электропередачи, используемых для подачи электроэнергии в дома, здания и фабрики.
Что такое изоляторы в физике
Электрические свойства различных тел прежде всего определяются тем, насколько свободно в них могут передвигаться электрические заряды.
В изолирующих телах (таких как фарфор, масло, смола, бумага) электрические заряды занимают определенное положение и не могут свободно перемещаться.
Свободное движение зарядов не может происходить и в газах, если большинство его молекул и атомов находится в нейтральном состоянии. В обычном состоянии газы , (в том числе и воздух) являются хорошими изоляторами, так как лишь ничтожное количество его частиц находится в ионизированном состоянии.
В растворах солей, щелочей и кислот (электролиты) атомы соединяются в группы, обладающие положительным или отрицательным зарядом («+» и «-» ионы). Протекание тока через такие растворы обусловлено подвижностью ионов и обязательно сопровождается переносом атомов от одного электрода к другому. В металлах электроны могут легко перемещаться между положительными ионами, образующими жесткий костяк тела (кристаллическая решетка из связанных между собой ионов). В какой-то мере свободные электроны внутри металла похожи на жидкость, заполняющую пористое губчатое тело. Протекание тока через металл, обусловленное движением электронов, не сопряжено с переносом атомов: если, например, в цепь тока, образованную медными проводами, вставить кусок проволоки из другого металла, скажем, из серебра, то сколь бы долго по такой цепи ни проходил ток, атомы меди не войдут в серебряную проволоку и атомы серебра не войдут в медную.
Электроны в медной и серебряной проволоках одинаковы, поэтому их переход из одной в другую не связан с наблюдением каких бы то ни было химических изменений.
Заметим здесь, что заряды (электроны и ионы) при протекании даже больших токов движутся сравнительно медленно — огромная скорость распространения электромагнитного состояния вдоль проводов электрической цепи совпадает со скоростью распространения электромагнитной волны, а не со скоростью движения заряда в проводах.
Электролиты и металлы — хорошие проводники, их удельное сопротивление очень мало.
Хорошими проводниками являются и многие газы (в том числе и воздух), но только тогда, когда их атомы (или молекулы) находятся в ионизованном состоянии. В ионизованном газе электроны, вырванные из атомных оболочек, могут свободно передвигаться между положительными ионами (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Схематическое изображение тока в ионизированном газе. Тяжелые положительные ионы передвигаются в направлении силы электрического поля (§ 4.3). Легкие более подвижные электроны движутся навстречу. Важно обратить внимание на то, что общий заряд газа при этом может быть равен нулю (одинаковое количество отрицательных и положительных зарядов)
Ионизация газа может быть вызвана разными причинами.
Введем внутрь стеклянной трубки, заполненной разреженным газом, металлические электроды (проволоки, пластины) и присоединим их к источнику достаточно высокого напряжения.
Если напряжение постепенно увеличивать, то легко заметить, что сначала ток в цепи чрезвычайно мал, но как только напряжение достигнет известного предела, ток резко возрастет. Это и значит, что произошла ионизация газа. В тот момент, когда через трубку с газом начнет протекать ток, газ в трубке начнет светиться. Трубка зажжется.
Свечение газа обусловлено сильной и непрерывной ионизацией его. Атомы излучают свет, когда электроны отрываются от одних атомов и затем соединяются с другими или даже меняют свое положение внутри атомной оболочки.
В рассмотренном случае ионизация вызвана электрическим напряжением.
Ионизацию газа вызывает и свет. Особенно сильная ионизация наблюдается при освещении газа кварцевой лампой. Еще сильнее ионизируют газ рентгеновские лучи. Обычный окружающий нас воздух также содержит небольшое число ионизированных атомов.
Нагретые металлы испускают в окружающую их среду свободные электроны. Тепловое испускание электронов похоже на испарение нагретой жидкости. При нагревании увеличивается скорость движения частиц, образующих нагреваемое тело. При высокой температуре скорость движения отдельных частиц (в том числе и электронов) настолько возрастает, что эти частицы, преодолевая сдерживающие силы, вылетают наружу.
Испускание свободных электронов легче всего наблюдать, когда нагреваемый металл помещен в трубку с откачанным из нее воздухом (если испускаемые электроны попадают в воздух, они быстро теряют подвижность, сталкиваясь с частицами газа).
Это явление широко используют в электровакуумных приборах.
Испускание электронов поверхностью металла происходит также при освещении металла светом — чем сильнее свет, падающий на поверхность металла, тем больше электронов вырывается с его поверхности.
Первое обстоятельное исследование воздействия света на образование свободных электронов (фотоэффекта) было произведено в Москве проф. А. Г. Столетовым в 1888 г. Открытие фотоэффекта нашло применение в устройстве фотоэлементов — элементов электрической цепи, проводимость которых зависит от их освещения.
В настоящее время в электротехнике широко применяются электронные и ионные приборы. Мы еще вернемся к рассмотрению некоторых из них, а сейчас перейдем к описанию нескольких простых опытов с неподвижными (статическими) зарядами. Эти классические опыты позволили установить ряд основных законов.
Рассмотрение этих опытов должно внести ясность в понимание важнейших положений науки об электричестве.