哪些是导体?哪些是绝缘体?哪些是半导体?请举例说明。

哪些是导体?哪些是绝缘体?哪些是半导体?请举例说明。,第1张

什么是导体?能良好地传导电流的物体叫做导体。用导体制成的材料叫做导电材料,金属是常用的导电材料。除了金属以外,其他如大地、人体、天然水和酸、碱、盐类以及它们的溶液,都是导电体。金属之所以能够良好地传导电流,是由其原子结构决定的。金属原子最外层的与原子核结合得比较松散,因此这部分电子很容易脱离自己的原子核,和别的原子核结合,失去电子的原子又会有新的电子来结合,这样一连串的过程就是导电的过程。银的电阻系数最小,导电性能最好,但由于其价格昂贵,只在极少数地方(如开关触头等处)采用,一般电气设备中应用最广泛的导电材料是铜和铝。还有一些材料虽然能导电,但电阻系数较大,人们常常把它作为电阻材料或电热材料应用于某些电器中,比如用作电炉或电烤箱中的电热丝等。什么是绝缘体?不能导电或者导电能力极差的物体叫做绝缘体。由于绝缘体的原子结构与导体不同,它的电子和原子核结合得很紧密,极难分离,将此类物质接上时,流过的电流极小(几乎接近零)。我们可以利用它的绝缘作用把电位不同的带电体隔离开来。一般来讲,对绝缘体材料的要求是:具有极高的绝缘电阻和耐电强度,具有较好的耐热和防潮性能,同时应有较高的机械强度,工艺加工方便等。空气是大家十分熟悉的,它作为一种天然的绝缘材料被人们广泛地利用,纸、矿物油、玻璃、云母、橡胶和陶瓷等都是应用非常广泛的绝缘材料。近年来,由于有机合成工业的兴起,各种各样的绝缘材料不断问世,为新型电气设备的制造提供了良好的条件。绝缘材料在电和热的长期作用下,特别是在有化学腐蚀的情况下,会逐步老化,降低它原有的电气和机械性能,有时甚至可能完全丧失绝缘性。所以经常检查绝缘性能是电气设备维修中的主要工作之一。绝缘电阻是绝缘材料的主要技术指标。常常用来测量设备的绝缘电阻,一般低压电器设备的绝缘电阻应大于0. 5mω,对于移动电器和在潮湿地方使用的电器,其绝缘电阻还应再大一些。什么是半导体?所谓半导体,顾名思义,就是它的导电能力介于导体和绝缘体之间,如硅、锗、硒及大多数金属氧化物和硫化物都是半导体。半导体的导电能力在不同条件下有很大的差别。例如有些半导体(如钴、锰、镍等的氧化物)对温度的反应特别灵敏,环境温度增高时,它们的导电能力要增强很多,利用这种特性就做成了各种热敏电阻。又如有些半导体(如镉、铅等的硫化物与硒化物)受到光照时其导电能力变得很强,无光照时又变得像绝缘体那样不导电,利用这种特性就做成了各种光敏电阻。更重要的是,如果在纯净的半导体中掺入微量的某种杂质后,它的导电能力就可增加几十万乃至几百万倍。例如在纯硅中掺入百万分之一的硼后,硅的电阻率就从大约2×103ω·m减小到4×10-3ω·m左右。利用这种特性就做成了各种不同用途的半导体器件,如半导体、、场效应管及晶闸管等。

半导体:手机、电脑、电视机(所有的电子产品)、太阳能电池、LED灯

超导体:磁悬浮列车。

超导体(英文名:superconductor),又称为超导材料,指在某一温度下,电阻为零的导体。在实验中,若导体电阻的测量值低于10-25Ω,可以认为电阻为零。

超导体不仅具有零电阻的特性,另一个重要特征是完全抗磁性。

人类最初发现超导体是在1911年,这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯(Heike Kamerlingh Onnes)等人发现,汞在极低的温度下,其电阻消失,呈超导状态。此后超导体的研究日趋深入,一方面,多种具有实用潜力的超导材料被发现,另一方面,对超导机理的研究也有一定进展。

超导体已经进行了一系列试验性应用,并且开展了一定的军事、商业应用,在通信领域可以作为光子晶体的缺陷材料。

超导体历史:

超导体的发现与低温研究密不可分。在18世纪,由于低温技术的限制,人们认为存在不能被液化的“永久气体”,如氢气、氦气等。1898年,英国物理学家杜瓦制得液氢。

1908年,荷兰莱顿大学莱顿低温实验室的卡末林·昂内斯教授成功将最后一种“永久气体”——氦气液化,并通过降低液氦蒸汽压的方法,获得1.15~4.25K的低温。 低温研究的突破,为超导体的发现奠定了基础。


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