理解したい 導電性材料と絶縁性材料の違い? したがって、このテキストはあなたのためです。 チェックアウト！
指揮者 の動きを可能にする素材です 電荷 その中にはとても簡単に。 これらの材料には大量の 電子 無料。これは、電位差を適用したときに実行できます。 銅、プラチナ、金などの金属は優れた導体です。
材料 絶縁体 電荷の通過に大きな反対を提供するものです。 これらの材料では、一般に、電子は原子核に強く結合しているため、容易に伝導されません。 ゴム、シリコーン、ガラス、セラミックなどの材料が絶縁体の良い例です。
導電率x抵抗率
材料が導体であるか絶縁体であるかを示す物理的特性は、 抵抗率、比抵抗としても知られています。 記号が ρ、で測定されます Ω.m、国際単位系によると。 抵抗率に加えて、偉大さがあります 導電率、記号で示されます σ, 材料の導電率は、その抵抗率の逆数です。つまり、次のようになります。
導電率と抵抗率は反比例の量です。
導電率 そして 抵抗率 は反比例する量です。つまり、材料の抵抗率が高い場合、その導電率は低くなり、その逆も同様です。 同様に、同じ条件で、導電性材料は絶縁性材料の特性を持っていません。 導電率の測定単位は Ω-1.m-1.
古典物理学によれば、材料の抵抗率は、次のような微視的でより基本的な量を使用して計算できます。 充電 そしてその パスタ 材料の電気的特性の研究にとって非常に重要な2つの量に加えて、電子の量：o 中程度の自由行程 それは 平均自由時間. そのような説明は、として知られている運転のための物理モデルから来ています ドルーデモデル.
電子の平均自由行程とは、電子が原子と衝突することなく材料内を移動できる距離を指します。 材料の結晶構造を構成し、平均自由時間は電子が自由行程に沿って移動できる時間間隔です。 平均。 導電性材料では、平均自由行程と平均自由時間の両方が、電子が容易に移動できない絶縁材料よりも大幅に長くなります。
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も参照してください： 動いている電荷
ドルーデのモデルによれば、電子は、その温度だけでなく、電位の印加によっても、導電性材料の内部を移動（振動および移動）します。 しかし、あなたの電子とは異なり、電子が移動する速度は非常に速いです。 走行速度、これは数少ないオーダーです 1時間あたりのセンチメートル. これは、高速で移動しているにもかかわらず、電子が材料を構成する原子と絶えず衝突し、速度の一部を失うために発生します。
電子がの方向に抗力するので、これらの衝突の結果として生じる運動はヌルではありません 電流、しかしそれは非常に遅いです。 一方、絶縁材料では、電子の平均自由行程が非常に小さいため、非常に大きな電位差が印加されない限り、電流は形成されません。
一部の材料が絶縁性で、他の材料が導電性であるのはなぜですか？
現在、材料の電流伝導容量の説明は、物質の量子的側面を含む複雑な理論的議論に基づいています。 この説明の背後にある理論は、 理論にバンド。
バンド理論によれば、絶縁材料では、電子のエネルギーレベルは伝導に必要な最小値を下回ります。 一方、導電性材料では、電子は伝導が発生するための最小エネルギーよりも高いエネルギーレベルを持っています。
ある量のエネルギーが、伝導できる電子と伝導できない電子を分離します。 このエネルギーは ギャップ。 絶縁材料では、 ギャップ それは非常に大きいので、その電子がある点から別の点に移動するように、それに大量のエネルギーを加える必要があります。 導電性材料に関しては、 ギャップ エネルギーはゼロまたは非常に小さいので、電子はその中を簡単に動き回ることができます。
ゴムのような材料では、ギャップエネルギーは非常に高いです
導電性材料
導電性材料は共通の特徴を共有しています：電流はそれらを通して容易に伝導されます。 その主な特徴は、低いことに加えて、自由電子の豊富さです 電気抵抗.
電荷を帯びずに電気材料を帯電させると、 残高静電。 この状態では、電子は材料の最外層を占め、電荷間の反発力と大きな移動度のために、電子はその表面にのみ配置されます。
も参照してください： クーロンの法則
→導電体の例
一般に、金属は優れた導電体であるため、電流の伝達、電気回路、および電子機器で広く使用されています。 金属に加えて、いくつかの塩は、液体媒体に溶解すると、電流の形成も可能にします。 導電性材料のいくつかの例を確認してください。
銅
アルミニウム
ゴールド
銀
アルミニウムは導電性材料の一例です。
絶縁材料
君は 絶縁材料 それらは電流の通過に対する抵抗を提供するため、その通過を遮断するために広く使用されています。 帯電すると、これらの材料はその中に電荷を「閉じ込め」ます。 一部の絶縁材料は、分極する可能性があります。つまり、強いものにさらされた場合です。 電界 外部、その内部に反対の電界を形成し、電流の形成をさらに困難にします。 このような挙動を示すことができる絶縁材料は誘電体と呼ばれ、 コンデンサ、 例えば。
も参照してください：電界
→絶縁体の例
絶縁体は荷重の動きに強く対抗するため、表面を絶縁するために使用されます 感電事故を回避したり、導線のエネルギー損失を低減したりします。 絶縁材料のいくつかの例を確認してください。
ゴム
プラスチック
ガラス
セラミック
モーターや回路で使用される銅線は、絶縁ワニスの層を受け取ります。
絶縁体は導体になることができますか？
高温、機械的応力、大きな電位差などの特殊な条件下では、絶縁材料は導電性になります。 これが発生すると、それらを通過する電流は通常、次の理由で大量の加熱を引き起こします ジュール効果の、つまり、材料を構成する電子と原子の間の衝突による 質問。
絶縁耐力の破壊の最も簡単な例は、光線の形成の例です。 帯電した雲と地面は非常に大きいため、空気はイオン化され、電子が原子から原子へと跳ね返ることができます。 しかし、電流を流すことができたとしても、空気は大気放電後に再び絶縁媒体になります。
も参照してください：静電シールドとは何ですか？
導体と絶縁体の概要
銀や銅などの導電性材料は、電流の通過に対してほとんど抵抗を提供しません。
伝導性材料には、伝導電子と呼ばれる、原子核に緩く結合した多数の「自由」電子があります。
ガラス、ゴム、セラミックなどの絶縁材料は、電流の通過に対して大きな抵抗を提供します。
絶縁材料は電子の数が少なく、それらのほとんどは原子核にしっかりと結合しています。
私によって。ラファエル・ヘラーブロック
