導體

導體

導體(conductor)是指電阻率很小且易於傳導電流的物質。導體中存在大量可自由移動的帶電粒子稱為載流子。在外電場作用下,載流子作定向運動,形成明顯的電流。 金屬是最常見的一類導體。金屬原子最外層的價電子很容易掙脫原子核的束縛,而成為自由電子,留下的正離子(原子實)形成規則的點陣。金屬中自由電子的濃度很大,所以金屬導體的電導率通常比其他導體材料的大。金屬導體的電阻率一般隨溫度降低而減小。在極低溫度下,某些金屬與合金的電阻率將消失而轉化為“超導體”。

第一類導體

導體導體

金屬是最常見的一類導體。金屬中的原子核和內層電子構成原子實,規則地排列成點陣,而外層的

價電子容易掙脫原子核的束縛而成為自由電子,它們構成導電的載流子。金屬中自由電子的濃度很大,每立方厘米約10個,因此金屬導體的電阻率很小,電導率很大。金屬的電阻率為10—10歐·米,一般隨溫度降低而減小。金屬導電過程中不引起化學反應,也沒有顯著的物質轉移,稱為第一類導體。

第二類導體

電解質的溶液或稱為電解液的熔融電解質也是導體,其載流子是正負離子。實驗發現,大部分純液體雖然也能離解,但離解程度很小,因而不是導體。如純水的電阻率高達10歐·米,比金屬的電阻率大10—10倍。但如果在純水中加入一點電解質,離子濃度大為增加,使電阻率大為降低,成為導體。電解液的電阻率比金屬的大得多,這是因為電解液中的載流子濃度比金屬小得多,而且離子與周圍介質的作用力較大,使它在外電場中的遷移率也要小得多。電解液在通電過程中伴隨有化學變化,且有物質的轉移,稱為第二類導體。它常套用於電化學工業,如電解提純、電鍍等。而把導電過程中不引起化學變化,也沒有顯著物質轉移的導體,如金屬,稱為“第一類導體”。

氣體導體

電離的氣體也能導電(氣體導電),其中的載流子

是電子和正負離子。通常情形下,氣體是良好的絕緣體。如果藉助於外界原因,如加熱或用X射線、γ射線或紫外線照射,可使氣體分子離解,因而電離的氣體便成為導體。電離氣體的導電性與外加電壓有很大關係,且常伴有發聲、發光等物理過程。電離氣體常套用於電光源製造工業。氣體由於外界電離劑作用下的導電稱為氣體的非自持放電。隨著外加電壓增大,電流亦增大,電壓增大到一定值時非自持放電達到飽和,繼續再增加電壓到某一定值後電流突然急劇增加,這時即使撤去電離劑,仍能維持導電,氣體就由非自持放電過渡到自持放電。氣體自持放電的特性取決於氣體的種類、壓強、電極材料、電極形狀、電極溫度、兩極間距離等多種因素。條件不同,自持放電採取不同的形式,有輝光放電、弧光放電和電暈放電等。氣體的非自持放電和自持放電有許多實際套用。

基本介紹

導體導體

導體是善於導電的物體,即是能夠讓電流通過材料;不善於導電的物體叫絕緣體。(並不是能導電的物體叫導體,不能導電的物體叫絕緣體,這是一般人常犯的錯誤)金屬導體裡面有自由運動的電子,導電的原因是自由電子.半導體隨溫度升高其電阻率逐漸變小,導電性能大大提高,導電原因是半導體內的空穴和電子對。在科學及工程上常用利用歐姆來定義某一材料的導電程度。

能夠讓電流通過的材料,導體依其導電性還能夠細分為超導體、導體、半導體、及絕緣體。在科學及工程上常用利用歐姆來定義某一材料的導電程度。它們使電力極容易地通過它們。當電流在導體內流過時,事實上是因為導體內的自由電荷(在金屬中的自由電荷是電子,而在溶液中的自由電荷則為陰、陽離子)產生漂移而造成的,根據材料的不同,自由電荷的漂移方式也不相同:在超導體中,電子幾乎不受原子核的干擾而能夠快速移動;而在導體內電子的移動受限於該材料所造成的電子海的能階大小;而在半導體內,電子能夠移動是因為電子-空穴效應;而絕緣體則是電子受限於分子所構成的共價鍵,使得電子要脫離原子是一件非常困難的事。因此,沒有絕對絕緣的絕緣體,只要有足夠大的能量(例如高壓電)就可以使電子得以通過某絕緣體。

而在溶液中的電子流動是因為離子遊動而造成的,能夠讓電流通過的溶液稱為電解質溶液。

相關物質

導體導體

物質存在的形式多種多樣,固體、液體(純淨水不是導體)、氣體、電漿等等。如:金屬、人體、石墨、食鹽水溶液等。

導體依其導電性還能夠細分為超導體、導體、半導體、及絕緣體。我們通常把導電性和導電導熱性差或不好的材料,如金剛石、人工晶體、琥珀、陶瓷,橡膠等等,稱為絕緣體。而把導電、導熱都比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導體(其中銀導電性最好)。可以簡單的把介於導體和絕緣體之間的材料稱為半導體。在金屬中,部分電子可以脫離原子核的束縛,而在金屬內部自由移動,這種電子叫做自由電子。金屬導電,靠的就是自由電子。

與金屬和絕緣體相比,半導體材料的發現是最晚的,直到20世紀30年代,當材料的提純技術改進以後,半導體的存在才真正被學術界認可。

與上段矛盾,到底絕緣體是否為導體?

導體和絕緣體之間沒有明確的界限,比如玻璃在常溫下是絕緣體,但是在高溫下加熱至紅赤狀態就是導體。

電阻率小於10^(-5)Ω·m的稱導電體,如金屬材料等。電阻率大於10^8Ω·m的稱絕緣體,如陶瓷、橡膠、塑膠等材料。介於兩者之間的稱半絕緣體或半導體。

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