导体

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导论

本杰明·富兰克林在实验中通过闪电实验发现金属可以导电。 电势的概念是由亚历山德罗·伏打发现的。科学家格奥尔格·西蒙·欧姆提出了衡量金属导电能力的标准。

导体领域的发展推动了科学领域的进步。导体是可以通过将能量从一个原子转移到另一个原子来导电和导热的材料。在导体中，材料中存在的电荷载体（如离子和电子）将通过将电能从一个原子交换到另一个原子来导电。在热传导中，热能从一个原子转移到另一个原子。

什么是导体？

通过施加电流，可以传输电能的材料或物质是良好的导体。这是因为电荷载体（如电子和离子）很容易通过。良好的热能导体意味着它们可以将热能从一个原子转移到另一个原子。大多数金属（铜、铝）都被发现具有导电性，这是因为它们的导电性好。导电性是指物质允许热量或电能通过的能力。而非金属由于导电性差而被发现是不导电的，并被称为绝缘体。但一些非金属如石墨和水是良好的导体。此外，一些合金也具有导电性（黄铜）。纯元素银是一种极有前景的导电体。但其腐蚀速度更快，使其效用降低。据发现，人类也是良好的导电体。

导体的例子

任何由导电材料制成的材料都可以将电荷从一个粒子传递到另一个粒子。将材料分类为导体是人为划分的结果。大多数金属、离子溶液、非金属石墨和水都是导体。导电性始终取决于电子的流动。一些显著的导体包括：

• 铝

• 铂

• 青铜

• 水

• 汞

• 铁

• 黄铜

• 铂

• 铜

• 金

导体的应用

电流和热的传导在人类的日常生活活动中得到了显著的应用。因为传导负责我们家里的电力和烹饪。这两者是人类生活中重要的因素。没有这些东西，人类的存在也是荒谬的。

下面讨论这些导体对人类生活的一些应用。

• 为了制作炊具，需要导电材料来传递热量。

• 在温度计中，使用金属汞来测试温度。

• 铝箔被用于食品包装。

• 用于制造电气设备，如铁箱、电机、防爆外壳等。

• 在冰箱中，使用铜管。

• 制造电线使用铜和铝。

• 用于焊接。

• 用于制造车辆中的火花塞。

什么是绝缘体？

不导电的材料是绝缘体，其中电子流是不可能的。它们之间存在障碍，这使得它们的导电性较差。即使它们是绝缘体，也不意味着它们没有用。它们可以作为防止高压电流和热的保护。

这些分子原子上存在的电子结合紧密，因此它们不容易用于将电力从一个地方传递到另一个地方。因此，热量和电力的容易传导是不可能的。导体的电阻率足够高，可以防止电流通过。但是，没有像完美导体一样的完美绝缘体。因为它们可以通过高压或电流变得导电。在绝缘体上施加高电压可以使紧密结合的电子从键合中逸出。施加的电压是击穿电压。橡胶状聚合物会受到施加大电压或电流的影响。这些用于电缆和电线的绝缘。简而言之，绝缘体可以被描述为由于其高电阻率而阻止和延缓电流流动的材料。

绝缘体的例子

绝缘体由于原子内电子的强键合而不能导电。它们在电流通过时具有高电阻率。它们大多数是非金属。其中一些是：

• 橡胶

• 玻璃

• 石英

• 空气

• 陶瓷

• 干纸

• 瓷器

• 木材

• 油

• 金刚石

• 塑料

• 纯净水

绝缘体的应用

绝缘体是不导电的，但人类足够聪明，可以利用这种困难。绝缘材料有很多应用。下面讨论其中一些：

• 它们可以用作针对高电压和高温的保护或覆盖物。

• 为了确保安全，绝缘体用于电气板和电路。

• 有助于降低能源成本。

• 它有助于设备的隔音。

• 通过防止污染物排放来保护环境。

• 它也用于电轴的涂层。

导体和绝缘体的区别

导体和绝缘体是两个具有完全不同特性的重要术语。下表讨论了导体和绝缘体之间的一些区别。

导体	绝缘体
它允许电力和热量通过它们。	它不会让电力和热量通过它们。
电阻低，因此电子可以自由移动。	电子牢固地结合在一起，因此它们不容易自由移动。
导热率和导电率高。	导电率和导热率高。
导体的导带充满了电子。	绝缘体的导带是空的，没有电子。
当置于磁场中时，它们无法储存能量。	当置于磁场中时，它们可以储存能量。
其主要用途是制造电气设备。	其主要用途是出于安全考虑对电气设备进行绝缘。
电荷存在于导体的外部。	未发现电荷。
几乎所有金属都是导体，例如铝、铜、银等。	几乎所有非金属都是绝缘体，例如橡胶、玻璃、瓷器等。

结论

导体和绝缘体是科学领域中的两个重要术语。由于其重要的应用。导电的发现使人类生活变得更好。因为电力和烹饪对于人类生活的存在至关重要。导体可以传输电流和热量，而绝缘体是非导体。据发现，大多数金属是导电的，大多数非金属由于缺乏自由电子而是非导电的。但非金属石墨和水是良好的导电体。即使绝缘体不导热，其应用对于导体的正常运行也是必不可少的。一些导体的例子是铜、银、铝等。一些绝缘体的例子是橡胶、玻璃等。

常见问题

1. 为什么电力电缆更倾向于使用铝线而不是铜线？

电力电缆是一个大型项目，因此用于布线的金属需求也很高。在这种情况下，成本低的金属将优于昂贵的金属。由于铝比铜便宜，因此在电力电缆中更倾向于使用铝而不是铜。

2. 金是良好的导体吗？

金是良好的导热体和导电体，因此它用于电子连接，例如USB电缆。

3. 类金属是良好的导体吗？

它们不像金属那样是良好的导体，也不像非金属那样是不导体。因此，类金属的导电性介于导体和绝缘体之间。

4. 为什么石墨是导体？

即使石墨是非金属，它也表现出像金属一样的导电性，并且是良好的导体。这是由于该材料中存在的键合。在石墨中，一个碳原子与其他三个碳原子键合。因此，石墨中存在的一个价电子被发现是自由的。因此，这种自由电子的存在使石墨成为良好的导电体。而对于金刚石，碳原子是四面体键合的，因此没有发现自由电子，它们是绝缘体。

5. 氖是导体吗？

氖是一种气态物质，因此它不是良好的导热体和导电体。它们是绝缘体。所有气体都是绝缘体，因为与液体和固体相比，它们的密度较低。