Непроводники электричества ️ определение, физика процессов, основные диэлектрики, примеры веществ, использование непроводников человеком

Хороший проводник — электричество — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Хороший проводник — электричество

Хорошие проводники электричества — это такие тела, в которых электрические частицы могут свободно перемещаться. Электропроводность металлов обусловлена тем, что часть электронов, содержащихся в металле, находится в подвижном состоянии. Такие электроны называются свободными электронами или электронами проводимости.

Алюминий — хороший проводник электричества; гидрат окиси алюминия тока не проводит. На этом различии основано устройство электролитического выпрямителя с алюминиевым анодом. Катодом может быть железо, свинец, уголь. Электролитом служит насыщенный раствор углекислого аммония. Такой выпрямитель могут собрать сами учащиеся.

Первые из них — хорошие проводники электричества, вторые — электрический ток не проводят.

Эти покрытия являются также хорошим проводником электричества.

Почему серебро и медь являются хорошими проводниками электричества.

Как правило, металлы являются хорошими проводниками электричества, особенно медь и алюминий.

Раствор NaNh3 в жидком аммиаке является хорошим проводником электричества, что указывает на ионизацию данного вещества в растворителе. Структуры амидов как простых, так и сложных имеют большое сходство со структурами галогенидов и гидроксидов. Например, высокотемпературные модификации амидов калия, рубидия и цезия относятся к структурному типу NaCl, но при обычных температурах эти соединения обладают менее симметричным строением.

К металлам обычно относят простые вещества, являющиеся хорошими проводниками электричества ( проводники первого рода) и тепла, обладающие характерным металлическим блеском ( высокой способностью отражать свет), непрозрачностью, вязкостью, ковкостью, тягучестью. Металлические свойства сохраняются только в твердом и жидком состояниях, в парах они исчезают.

Все металлы являются, как известно, не только хорошими проводниками электричества, но и хорошими проводниками тепла. С точки зрения электронной теории, это совпадение объясняется не простой случайностью, а является следствием одной общей причины — присутствия в металлах свободных электронов. В металлах, в отличие от непроводников, передача тепла осуществляется не только столкновениями атомов, но также, и притом по преимуществу, свободными электронами. Приобретая в нагретом участке добавочную энергию движения, легкоподвижные электроны сравнительно быстро переносят ее в своем движении в смежные участки тела и тем самым значительно ускоряют процесс теплопроводности.

Все металлы являются, как известно, не только хорошими проводниками электричества, но и хорошими проводниками тепла. С точки зрения электронной теории, это совпадение объясняется не простой случайностью, а является следствием одной общей причины — — присутствия в металлах свободных электронов. В металлах, в отличие от непроводников, передача тепла осуществляется не только столкновениями атомов, но также, и притом по преимуществу, свободными электронами. Приобретая в нагретом участке добавочную энергию движения, легкоподвижные электроны сравнительно быстро переносят ее в своем движении в смежные участки тела и тем самым значительно ускоряют процесс теплопроводности.

Водный раствор, в котором имеются ионы, служит хорошим проводником электричества. Вообще, чем выше ионная концентрация, тем лучше раствор проводит ток. Неионные растворы тока не проводят. Это простое различие помогает классифицировать вещества. Те из них, чьи водные растворы являются проводниками, называются электролитами; те же вещества, растворы которых электричества не проводят, называются неэлектролитами.

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Какие вещества проводят электрический ток?

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: носители свободных электрических зарядов в металлах.

В этом листке мы приступаем к подробному изучению того, как осуществляется прохождение электрического тока в различных проводящих средах — твёрдых телах, жидкостях и газах.

Напомним, что необходимым условием возникновения тока является наличие в среде достаточно большого количества свободных зарядов, которые могут начать упорядоченное движение под действием электрического поля. Такие среды как раз и называются проводниками электрического тока.

Наиболее широко распространены металлические проводники. Поэтому начинаем мы с вопросов распространения электрического тока в металлах.

Мы много раз говорили о свободных электронах, которые являются носителями свободных зарядов в металлах. Вам хорошо известно, что электрический ток в металлическом проводнике образуется в результате направленного движения свободных электронов.

Материалы для ограждающих конструкций стен

Выбирая материал для стен, будущий владелец жилья руководствуется своими собственными мотивами, которые не всегда объективны. Иногда все упирается в цену, в других случаях думают, к примеру, об экологичности постройки. Ведь многие утверждают, что в деревянном доме «легче дышится».

Если вы после долгих раздумий все же выбрали дерево для строительства дома, непременно позаботьтесь о пожаробезопасности. В этом вам помогут специальные пропитки — антипирены, но время, на которое они способны сдержать распространение огня, невелико — около 60 минут.

Если же вы отдаете предпочтение кирпичным стенам, вам следует знать: кирпичная кладка после пожара подлежит разбору, так как этот материал разрушается под воздействием высоких температур.

А может быть, дереву и кирпичу вы предпочтете последнее слово строительных технологий. Новые решения ограждающих конструкций стен: пеноблоки, газоблоки, полистиролбетон. О них — подробнее.

Медь

Cu — медь.

Примеры применения

Провода.Гибкие многожильные провода различного сечения.Гибкие тоководы. Теплоотводы. Радиаторы охлаждения процессора. Центральный стержень изготовлен из меди, он хорошо отводит тепло от кристалла процессора, а алюминиевый радиатор с развитым оребрением уже охлаждает сам стержень.При изготовлении фольгированных печатных плат.Техника сверхвысокого вакуума.Аноды рентгеновских трубок.

Интересные факты о меди

Медь — достаточно дорогой металл, поэтому недобросовестные производители стараются экономить на нем. Занижают сечение проводов (когда написано 0,75 мм2, а фактически 0,11 мм2). Окрашивают алюминий «под медь» в обмотках, внешне обмотка выглядит как медная, а стоит соскрести изоляцию — оказывается, что она сделана из алюминия. Этим грешат и китайские, и отечественные производители, кабель сечением 2,5 мм2 вполне может оказаться сечением 2,3 мм2, поэтому запас прочности и входной контроль не будут лишними. Разумеется, надежность контакта в электроарматуре жилы сечением 2,3 мм2, рассчитанной на жилу 2,5 мм2, будет невысокой.
Медь окрашивает пламя в зелёный цвет, это свойство использовали для обнаружения меди в руде, когда не был доступен химический анализ. Зеленый след в пламени — показатель наличия меди. (но не всегда, зеленую окраску пламени могут давать ионы бора)
Медь — мягкий металл, но если добавить к меди хотя бы 10% олова, получается твёрдый, упругий сплав — бронза. Именно освоение получения бронзы послужило названием к исторической эпохе — бронзовому веку. Добавка к меди бериллия дает бериллиевую бронзу — прочный упругий сплав, из которого изготавливают пружинящие контакты.
Медь — один из немногих мягких металлов с высокой температурой плавления, поэтому из меди изготавливают уплотнительные прокладки, например для высокотемпературной или вакуумной техники. Например, уплотнительная прокладка пробки картера двигателя автомобиля.
При механической обработке (например волочении) медь уплотняется и становится жёсткой. Для восстановления исходной мягкости и пластичности медь «отжигают» в защитной атмосфере, нагревая до 500-700 °C и выдерживая некоторое время. Поэтому некоторые медные изделия твёрдые, а некоторые мягкие, например медные трубы.
Медь не даёт искр. Для работы во взрывоопасных местах, например на газопроводе, используют искробезопасный инструмент, стальной инструмент покрытый слоем меди или инструмент изготовленный из сплавов меди — бронз. Если таким инструментом случайно чиркнуть по стальной поверхности он не даст опасных искр.
Так как температурный коэффициент сопротивления для чистой меди известен, из меди изготавливают термометры сопротивления (тип ТСМ — Термометр Сопротивления Медный, есть еще ТСП — Термометр Сопротивления Платиновый). Термометр сопротивления — это точно изготовленный резистор, навитый из медной проволоки. Измерив его сопротивление, можно по таблице или по формуле определить его температуру достаточно точно.

Сделано своими руками

Многие начинающие радиолюбители задаются вопросом, как сделать токопроводящий клей своими руками. Здесь необходимо внести ясность в некоторые вопросы, которые новички задают чаще всего.

Проводит ли ток клей момент? Это клей, который был разработан и представлен немецкой компанией Хенкель. Всего было создано 6 составов для различных целей, но ни один из них не проводит ток.
Проводит ли супер клей электричество? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо обратиться к самому понятию электропроводящего материала. Супер клей не содержит компонентов, которые позволили бы назвать его электропроводным (графит, металлы), поэтому его показатели в этом плане практически не отличаются от пластмассы.
Проводит ли эпоксидный клей электричество? Эпоксидная смола не проводит электрический ток по вышеуказанной причине.
Можно ли ремонтировать при помощи такого клея провод высокого напряжения? Мастера не рекомендуют этого делать, так как это идет вразрез с правилами безопасности при работе с электричеством.
Почему контактол не работает? В современное время появилось очень много подделок этого клея, поэтому лучше приобретать этот клей с гарантиями от производителя.
Какой клей проводит электрический ток? Любой клей, в состав которого входят электропроводящие компоненты в достаточном объеме.

Инструкция по изготовлению

В последнее время радиолюбители нелестно отзываются о современных производителях токопроводящего клея. Быть может, все дело в подделках или сами производители предоставляют некачественный товар. К тому же, токопроводящий клей для микросхем и другого оборудования иногда нужен срочно, и времени на его приобретение или заказ нет. В таком случае можно изготовить такой состав самостоятельно, воспользовавшись нашей инструкцией.

Как сделать токопроводящий клей? Для начала необходимо запастись необходимым набором материалов. Он довольно скромен:

графитовый стержень от строительного или простого карандаша, который и будет выступать основным токопроводящим элементом в получившемся составе;
канцелярский нож;
лист бумаги для сбора графитной пыли;
молоток;
емкость для сбора графитной пыли;
лак для ногтей.

Для начала вам необходимо получить графитный стержень. При помощи канцелярского ножа сточите деревянную часть карандаша до такого состояния, когда графитный стержень можно будет вынуть. После этого положите стержень на лист бумаги, закройте его так, чтобы пыль не разлетелась в стороны и молотком измельчите грифель до состояния пыли. Эта пыль и станет токопроводящим элементом. Соберите пыль в емкость (для этого отлично подойдет обыкновенная крышка от пластиковой бутылки). Налейте в емкость лак для ногтей и тщательно перемешайте с графитной пылью при помощи деревянных палочек, которые могли остаться после обработки карандаша. Теперь токопроводящий клей готов! Удобство этого клея в том, что у вас есть право на ошибку. Лак для ногтей легко удаляется при помощи специального состава.

https://youtube.com/watch?v=u2yLw5ru0FU

В народе известны также составы, которые используют в своей основе металлическую крошку или пыль. Можно включить воображение и вспомнить школьный курс химии и физики, где говорилось о токопроводящих материалах. Приведем пример. Графит – это по своей сути углерод с характерной кристаллической решеткой. Углерод также содержится в продуктах горения дерева – в саже. По этой причине токопроводящий клей с сажей также является довольно популярным среди радиолюбителей.

Особенности самодельного клея

Никто не застрахован от ошибок. Когда вы что-либо делаете своими руками, вы рискуете сделать что-то не так, в результате чего можно повредить дорогостоящее оборудование. Поэтому в некоторых случаях лучше доверить профессионалам и потратиться на приобретение фирменного состава.
Надежность клея на основе лака для ногтей не так высока, как у покупного клея. Помните о том, что такой лак не будет служить вам вечно и рано, и его ресурс прочности закончится довольно скоро.
Лак для ногтей довольно долго высыхает, по сравнению с покупными аналогами.
Самодельный токопроводящий клей гораздо дешевле в изготовлении.
Процесс изготовления занимает меньше 3 минут, что не сильно тормозит рабочий процесс.

Все эти факты говорят о том, что лучше всего приобрести однажды фирменный токопроводящий клей и пользоваться им долгое время, чем каждый раз делать свой состав, который будет быстро выходить из строя.

Токопроводящий клей – отличное средство для тех, кому необходимо быстро и эффективно осуществить ремонт электрооборудования. И только вам решать, изготовить клей самостоятельно или купить зарекомендованную марку.

Диэлектрики

В диэлектриках свободные носители заряда отсутствуют. Протекание электрического тока в таких веществах невозможно при стандартных внешних условиях. Наиболее популярными материалами, которые не проводят электрический ток является слюда, керамика, резина и каучуки.

Также к ним можно отнести воздух и определенные виды газов, но для них, определяющим будет являться степень загрязнения. При наличии достаточного количества свободных ионов, диэлектрические свойства они утрачивают. Таким образом нельзя слепо полагаться что какое-либо вещество является абсолютным диэлектриком и не проводит электричество. При определенных обстоятельства большая часть веществ, заведомо считающихся диэлектриками могут приобретать свойства полупроводников.

Так, например, оксид железа, который в обычных условиях препятствует протеканию электрического тока, при повышении давления и температуры переходит в состояние проводимости, при этом внутренняя его структура не нарушается.

Подводя итоги, отметим что качественное различие веществ, пропускающих или препятствующих протеканию электрического тока является их проводящее состояние. Для металлов оно является постоянным, а для диэлектриков и полупроводников возбужденной фазой. Количественное определение проводимости выражается через удельное электрическое сопротивление.

Проблемы при использовании

При использовании клеев стоит знать некоторые нюансы, чтобы не испортить ту деталь, к которой вы его применяете.

Одной из основных проблем можно назвать сложность, а порой и невозможность делать длинные дорожки. А также не подойдут такие составы и для обработки боковых шин. Связано это с тем, что клей очень быстро сохнет. Зато прекрасно проявляет себя для склеивания небольших участков. Однако проблему эту достаточно легко решить, просто покупая маркеры, а не тюбики и кисточки.

Нужно учитывать и факт несовместимости некоторых материалов. Допустим, если в своей основе клей имеет серебро, то он плохо будет работать с никелем и алюминием.

Очередной нюанс, про который также не стоит забывать — скорость высыхания. В среднем время высыхания составляет около 2 минут. Это хорошо и удобно. Но не всегда этого может хватать

Следовательно, стоит обращать внимание при выборе, как долго он будет сохнуть

https://youtube.com/watch?v=zzAKl73vbU0

Несмотря на все явные достоинства электропроводных составов, найдётся, хоть и немного, но очевидных недостатков:

Так как в состав входят дорогостоящие компоненты (серебро, золото, палладий), то и розничная цена может кому-то показаться высокой;
В состав таких клеев включены компоненты, пагубно влияющие на здоровье человека. Однако при соблюдении минимальных правил безопасности подобные моменты можно исключить;
Узнать о качестве клея и насколько он в действительности соответствует заявленным требованиям можно лишь непосредственно им воспользовавшись. Но покупка у проверенного продавца позволит свести риски к минимуму;
Может работать не со всеми поверхностями.

Выбирайте токопроводящий клей в зависимости от ваших потребностей и учитывайте вышеуказанные советы!

План действий после падения дерева на провода

Рисунок 2: Падение дерева на провода Если вы стали свидетелем того, что произошло падение дерева на провода, необходимо действовать незамедлительно и сообщить об этом в коммунальную службу или диспетчеру. Ни в коем разе не следует приближаться к месту, где упало дерево, чтобы не попасть под действие электрического тока. В случае необходимости вы можете оградить место обрыва проводов с целью предотвращения случайного попадания в это пространство неосторожных прохожих.

Если из-за того что дерево упало на провода у вас не только пропало электричество, но и нанесен какой либо материальный ущерб, то вы можете зафиксировать данный факт для взыскания возмещения. Для этого вам следует сделать фотографию повреждения на линиях электропередач или заснять на видео. Делается это таким образом, чтобы изображение четко отображало место повреждения (двор, тротуар, проезжая часть) и факт причиненного ущерба. Если поблизости оказались соседи, знакомые или просто прохожие, можете обратиться к ним с просьбой зафиксировать случившееся. Их показания могут стать еще одним плюсом в вашу пользу, если виновники оперативно уберут дерево и восстановят линию, чтобы избежать наказания.

Сталь и латунь

Сталь представляет собой сплав железа, который также является проводником, и является негибким металлом, который сильно корродирует при воздействии воздуха. Его трудно отливать, поэтому сталь редко используется в небольших устройствах или механизмах; вместо этого сталь применяется для герметизации других проводников или для создания большой конструкции. Латунь, которая также является сплавом, представляет собой растягивающийся металл, который позволяет легко изгибать созданные структуры. Он менее коррозионный, чем сталь, он проводящий, но не очень эффективный проводник, и он дешевле.

Источник

Что происходит при растворении в воде сахара и хлорида натрия

Зная необходимые условия для возникновения электрического тока, а также химический состав и кристаллическую структуру сахара и хлорида натрия, перейдем непосредственно к ответу на вопрос о том, почему раствор хлорида натрия проводит, а раствор сахара не проводит электрический ток.

Сначала рассмотрим, что происходит с кристаллом NaCl в воде. Полярность молекул H2O приводит к тому, что они окружают катионы и анионы кристалла NaCl и просто «разбирают» его на части. Растворяясь в воде, хлорид натрия переходит в свободные ионы Na+ и Cl-, которые способны участвовать в образовании электрического тока. В зависимости от концентрации растворенной соли, проводимость воды повышается на несколько порядков.

Почему раствор сахарного песка электрического тока не проводит? Все просто, полярные молекулы воды также разрушают связи между молекулами дисахарида в кристалле (эти связи имеют ван-дер-ваальсовую природу), в результате в растворе оказываются окруженные водой молекулы C12H22O11, которые являются электрически нейтральными, то есть они не способны участвовать в поддержании электрического тока в этом растворе.

Электропроводность древесины.

Способность проводить электрический ток характеризует электрическое сопротивление древесины. В общем случае полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами, определяется как результирующее двух сопротивлений: объемного и поверхностного. Объемное сопротивление численно характеризует препятствие прохождению тока сквозь толщу образца, а поверхностное сопротивление определяет препятствие прохождению тока по поверхности образца. Показателями электрического сопротивления служат удельное объемное и поверхностное сопротивление. Первый из названных показателей имеет размерность ом на сантиметр (ом х см) и численно равен сопротивлению при прохождении тока через две противоположные грани кубика размером 1X1X1 см из данного материала (древесины). Второй показатель измеряется в омах и численно равен сопротивлению квадрата любого размера на поверхности образца древесины при подведении тока к электродам, ограничивающим две противоположные стороны этого квадрата. Электропроводность зависит от породы древесины и направления движения тока. В качестве иллюстрации порядка величии объемного и поверхностного сопротивления в табл. 22 приведены некоторые данные.

Таблица 22. Сравнительные данные об удельном объемном и поверхностном сопротивлении древесины.

Порода и направление	Влажность, %	Удельное объемное сопротивление, ом х см	Удельное поверхностное сопротивление, ом
Береза, вдоль волокон	8,2	4,2 х 1010	4,0 х 1011
Береза, поперек волокон	8,0	8,6 х 1011	2,8 х 1012
Бук, вдоль волокон	9,2	1,7 х 109	9,4 х 1010
Бук, поперек волокон	8,3	1,4 х 1010	7,9 х 1010

Для характеристики электропроводности наибольшее значение имеет удельное объемное сопротивление. Сопротивление сильно зависит от влажности древесины. С повышением содержания влаги в древесине сопротивление уменьшается. Особенно резкое снижение сопротивления наблюдается при увеличении содержания связанной влаги от абсолютно сухого состояния до предела гигроскопичности. При этом удельное объемное сопротивление уменьшается в миллионы раз. Дальнейшее увеличение влажности вызывает падение сопротивления лишь в десятки раз. Это иллюстрируют данные табл. 24.

Таблица 23. Удельное объемное сопротивление древесины в абсолютно сухом состоянии.

Порода	Удельное объемное сопротивление, ом х см
поперек волокон	вдоль волокон
Сосна	2,3 х 1015	1,8 х 1015
Ель	7,6 х 1016	3,8 х 1016
Ясень	3,3 х 1016	3,8 х 1015
Граб	8,0 х 1016	1,3 х 1015
Клен	6,6 х 1017	3,3 х 1017
Береза	5,1 х 1016	2,3 х 1016
Ольха	1,0 х 1017	9,6 х 1015
Липа	1,5 х 1016	6,4 х 1015
Осина	1,7 х 1016	8,0 х 1015

Таблица 24. Влияние влажности на электрическое сопротивление древесины.

Порода	Удельное объемное сопротивление (ом х см) поперек волокон при влажности древесины (%)
22	100
Кедр	2,5 х 1014	2,7 х 106	1,8 х 105
Лиственница	8,6 х 1013	6,6 х 106	2,0 х 105

Поверхностное сопротивление древесины также существенно снижается с увеличением влажности. Повышение температуры приводит к уменьшению объемного сопротивления древесины. Так, сопротивление древесины лжетсуги при повышении температуры с 22—23° до 44—45° С (примерно вдвое) падает в 2,5 раза, а древесины бука при повышении температуры с 20—21° до 50° С — в 3 раза. При отрицательных температурах объемное сопротивление древесины возрастает. Удельное объемное сопротивление вдоль волокон образцов березы влажностью 76% при температуре 0°С составило 1,2 х 107 ом см, а при охлаждении до температуры —24° С оно оказалось равным 1,02 х 108 ом см. Пропитка древесины минеральными антисептиками (например, хлористым цинком) уменьшает удельное сопротивление, в то время как пропитка креозотом мало отражается на электропроводности. Электропроводность древесины имеет практическое значение тогда, когда она применяется для столбов связи, мачт линий высоковольтных передач, рукояток электроинструментов и т. д. Кроме того, на зависимости электропроводности от влажности древесины основано устройство электрических влагомеров.

Непроводники электричества — определение и примеры использования