不善于传导电流的物质称为绝缘体,绝缘体又称为电介质。它们的电阻率极高。
导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质。导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。
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半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用,如二极管就是采用半导体制作的器件。
无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。
绝缘体和导体,没有绝对的界限。绝缘体在某些条件下可以转化为导体。这里要注意:导电的原因:无论固体还是液体,内部如果有能够自由移动的电子或者离子,那么他就可以导电。没有自由移动的电荷,在某些条件下,可以产生导电粒子,那么它也可以成为导体。
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( semiconductor)指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。
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一个极小值,可以认为电阻为零。
半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。
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。
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超导体基本特性:
一、完全导电性
完全导电性又称零电阻效应,指温度降低至某一温度以下,电阻突然消失的现象。完全导电性适用于直流电,超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下,会出现交流损耗,且频率越高,损耗越大。
二、完全抗磁性
完全抗磁性又称迈斯纳效应,“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下,磁力线无法穿过超导体,超导体内部磁场为零的现象,“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项 *** 作的顺序可以颠倒。
三、通量量子化
通量量子化又称约瑟夫森效应,指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时,电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象,即在超导体(superconductor)—绝缘体(insulator)—超导体(superconductor)结构可以产生超导电流。
参考资料来源:
百度百科—超导体
百度百科—半导体
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