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| + | | 姓名 = 导体 | ||
| + | |圖片 = [[File:102316283356415659ed.jpg|缩略图|居中|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%AF%BC%E4%BD%93&src=srp&correct=%E5%AF%BC%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=c46ce5c10ccc4495233edd5878fe127c&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=30&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=0b0f0b90550b75cc0c3419cd761d9da2&currsn=0&ps=88&pc=88 原图链接][https://www.so.com/s?src=lm&ls=s112c46189d&q=%E5%AF%BC%E4%BD%93&lmsid=e586c35e83680e72&lm_extend=ctype%3A3%7Clmbid%3A0 图片来源于360搜索网]]] | ||
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| + | '''导体'''，('''conductor''')，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]]。在外[[电场]]作用下，载流子作定向运动，形成明显的电流。 | ||
| − | + | [[ 金属]] 是最常见的一类导体。金属[[ 原子]] 最外层的价[[ 电子]] 很容易挣脱[[ 原子核]] 的束缚，而成为[[ 自由电子]] ，留下的正[[ 离子]](原子实)形成规则的点阵。金属中自由电子的浓度很大，所以金属导体的[[ 电导率]] 通常比其他导体材料的大。金属导体的[[ 电阻率]] 一般随[[ 温度]] 降低而减小。在极低温度下，某些金属与[[ 合金]] 的[[ 电阻率]] 将消失而转化为"[[ 超导体]]"。<ref>[https://wenda.so.com/q/1458760886720714 导体],360搜索网，2015.03.10</ref> | |
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=='''基本信息'''== | =='''基本信息'''== | ||
| − | + | ''' 中文名称''' ： 导体 | |
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| − | + | '''特点'''： [[ 电 阻率]]很小且易于[[传导 电 流]] | |
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| − | + | '''外文名称''' ：conductor | |
| + | '''适用学科范围''' ： [[电磁学]]，[[科学]],[[电学]] | ||
=='''金属导体'''== | =='''金属导体'''== | ||
| + | [[File:T014f5d19b6ec7e4893.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E5%AF%BC%E4%BD%93&src=srp&correct=%E5%AF%BC%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=c46ce5c10ccc4495233edd5878fe127c&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=30&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=865a4efe7683bb1d98d1979b047411ed&currsn=0&ps=88&pc=88 原图链接][http://mini.eastday.com/404.html 图片来源于东方网]]] | ||
| − | 金属是最常见的一类导体。金属中的原子核和内层电子构成原子实，规则地排列成点阵，而外层的价电子容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子，它们构成导电的载流子 | + | 金属是最常见的一类导体。[[ 金属]] 中的[[ 原子核]] 和内层[[ 电子]] 构成原子实，规则地排列成点阵，而外层的价电子容易挣脱原子核的束缚而成为[[ 自由电子]] ，它们构成导电的载流子。 |
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| + | 金属中自由电子的浓度很大，每立方厘米约10个，因此金属导体的电阻率很小，电导率很大。金属的[[电阻率]]为10-10欧·米，一般随温度降低而减小。金属导电过程中不引起[[化学]]反应，也没有显著的物质转移，称为第一类导体。<ref>[https://baike.so.com/doc/5351842-5587300.html 导体],360搜索网</ref> | ||
=='''液体导体'''== | =='''液体导体'''== | ||
| + | [[File:636002921909315387215.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E5%AF%BC%E4%BD%93&src=srp&correct=%E5%AF%BC%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=c46ce5c10ccc4495233edd5878fe127c&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=30&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=b071709389b8e749006e5b61bb510843&currsn=0&ps=88&pc=88 原图链接][https://www.so.com/s?src=lm&ls=s112c46189d&q=%E5%AF%BC%E4%BD%93&lmsid=6a79545b3166e1f1&lm_extend=ctype%3A3%7Clmbid%3A0 图片来源于360搜索网]]] | ||
| + | [[电解质]]的[[溶液]]或称为电解液的熔融电解质也是导体，其载流子是正负[[离子]]。实验发现，大部分纯液体虽然也能离解，但离解程度很小，因而不是导体。如纯水的[[电阻率]]高达10欧·米，比金属的电阻率大10-10倍。但如果在纯水中加入一点[[电解质]]，离子浓度大为增加，使电阻率大为降低，成为导体。 | ||
| + | <ref>[https://wenku.baidu.com/view/9a9d5380fad6195f302ba602.html 导体的分类],百度网</ref> | ||
| + | 电解液的电阻率比金属的大得多，这是因为电解液中的载流子浓度比金属小得多，而且离子与周围[[介质]]的作用力较大，使它在外电场中的迁移率也要小得多。电解液在通电过程中伴随有[[化学]]变化，且有物质的转移，称为第二类导体。它常应用于电化学工业，如[[电解]]提纯、[[电镀]]等。而把导电过程中不引起化学变化，也没有显著物质转移的导体，如金属，称为"第一类导体"。<ref>[https://baike.so.com/doc/5351842-5587300.html 导体],360搜索网</ref> | ||
| − | + | =='''气体导体'''== | |
| + | [[ 电 离]] 的[[气体]] 也 能 导 电(气 体 导电) ，其 中的[[ 载流子]] 是[[电子]]和 正负[[ 离子]] 。 通常情形下 ， 气 体是 良好的[[绝缘 体]] 。如 果借助于外界原因 ，如加 热或用[[X射线]]、[[γ射线]]或[[紫外线]]照射 ， 可 使 气 体 分 子离解， 因 而电 离 的 气 体 便成 为导体。 | ||
| − | + | 电离 气体 的 导 电性与外加[[电压]]有很大关系，且常伴有发声、发光等[[物理]]过程。电离气体常应用于电光源制造工业。气体由于外界电离剂作用下的导电称为气体的非自持[[放电]]。随着外加电压增大，[[电流]]亦增大，电压增大到一定值时非自持放电达到饱和，继续再增加电压到某一定值后电流突然急剧增加，这时即使撤去电离剂，仍能维持导电，气 体 就由非自持放电过渡到自持放电。 | |
| − | + | 气体自持放电的特性取决于气体的种类、压强、[[ 电极]] 材料、电极形状、电极温度、两极间距离等多种因素。条件不同，自持放电采取不同的形式，有[[ 辉光放电]] 、[[ 弧光放电]] 和[[ 电晕放电]] 等。气体的非自持放电和自持放电有许多实际应用。 | |
=='''超导体'''== | =='''超导体'''== | ||
| + | [[File:Re 4fed1ee878744.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E5%AF%BC%E4%BD%93&src=srp&correct=%E5%AF%BC%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=c46ce5c10ccc4495233edd5878fe127c&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=30&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=7b3b5388f612da050c27988b878273e4&currsn=0&ps=88&pc=88 原图链接][http://tech.ifeng.com/discovery/front/detail_2012_06/29/15659722_0.shtml 图片来源于凤凰网]]] | ||
| + | 指导电材料在温度接近[[绝对零度]]的时候，物体[[分子热运动]]下材料的电阻趋近于0的性质。"[[超导体]]"是指能进行超导传输的导电材料。 | ||
| − | + | 零电阻：超 导材料 处于超导态时[[电阻]]为 零， 能够无损耗地传输 电 能 。 如果用[[磁场]]在 超导 环中引发[[感应电流]]，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种" 持续 电 流"已多次在实验中观察到 。 | |
| + | 抗磁性：超导材料处于超导态时，只要外加[[磁场]]不超过一定值，[[磁力线]]不能透入，超导材料内的磁场恒为零。 | ||
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| + | 临界温度；外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的[[温度]]，以Tc表示。Tc值因材料不同而异。已测得超导材料的最低Tc是[[钨]]，为0.012K。到1987年，临界温度最高值已提高到100K左右。<ref>[http://www.doc88.com/p-434727469369.html 超导体的分类和特性],道客巴巴网</ref> | ||
=='''导体材料'''== | =='''导体材料'''== | ||
===金属材料=== | ===金属材料=== | ||
| − | 导电材料是用以传递电流而又没有或很小电能损失的材料，主要以电线、电缆为代表。随着电子工业的发展，传送弱电流的导电涂料、胶粘剂和透明导电材料等的应用也十分广泛。导电材料的基本性质以电阻率表征。 | + | 导电材料是用以传递[[ 电流]] 而又没有或很小电能损失的材料，主要以电线、[[ 电缆]] 为代表。随着电子工业的发展，传送弱电流的导电涂料、胶粘剂和透明导电材料等的应用也十分广泛。导电材料的基本性质以[[ 电阻率]] 表征。 |
| − | 电线、电缆所用材料主要是铜、铝及其合金。铜作为导电材料大都是电解铜，含铜量为99.97%一99.98%，含有少量金属杂质和氧，其中的杂质会降低电导率，铜中含有氧也使产品性能大大下降。一种无氧铜性能稳定、抗腐蚀、延展性好、抗疲劳，可拉成很细的丝，适合于做海底同轴电缆的外部软线，也可用于太阳能电池。 | + | 电线、电缆所用材料主要是[[ 铜]] 、[[ 铝]] 及其合金。铜作为导电材料大都是电解铜，含铜量为99.97%一99.98%，含有少量金属杂质和氧，其中的杂质会降低电导率，铜中含有氧也使产品性能大大下降。一种无氧铜性能稳定、抗腐蚀、延展性好、抗疲劳，可拉成很细的丝，适合于做海底同轴电缆的外部软线，也可用于太阳能电池。 |
| − | + | [[ 铝]] 导线与铜导线相比，电导率低，但其质量轻，相对[[ 密度]] 只有铜的1/3，这是铝导线的一大优点。主要用作送电线和配电线。对于160kV以上的高压电线，往往用钢丝增强的铝电缆或[[ 铝合金]] 线。 | |
===电阻元件=== | ===电阻元件=== | ||
| + | [[File:Made-in-china.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E5%AF%BC%E4%BD%93&src=srp&correct=%E5%AF%BC%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=c46ce5c10ccc4495233edd5878fe127c&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=30&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=ecaa96f30bbfbb68775b5828aba8bf4c&currsn=0&ps=88&pc=88 原图链接][http://www.ahlvbao.com/display.asp?id=1157 图片来源于绿宝电缆网]]] | ||
| + | 电力、电子工业方面应用的[[电阻]]元件，其阻抗性质大都是[[欧姆]]型的（纯电阻）。电子方面要求的电阻值范围在103Ω—108Ω之间，要求用于制作电阻的材料[[电阻率]]ρ<10-6Ω·m，做成的电子元件的电阻值稳定，温度系数小。还有的电阻元件是用于做电热元件或发光元件。 | ||
| − | + | 用 来做 电阻的[[金属]]材料有 电子 线路应用 的 精密 电阻 合金 ， 如[[锰- 铜合金]] ，[[铜-镍合金]]。后者 的[[ 电阻温度系数]]最 小。 这类合金的最终[[热处理]]是均匀[[退火]]，尤其在做成成品以后， 还 要进行一次低温长时间退火，以保证 电 学性能稳定。 用 来 做 发 热元件 的金属材料是[[镍-铬合金]]和[[铁-铬-铝合金]] 。 | |
| + | ===固体电解质=== | ||
| + | [[File:T016dbb7a4c3de338fc.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E5%AF%BC%E4%BD%93&src=srp&correct=%E5%AF%BC%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=c46ce5c10ccc4495233edd5878fe127c&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=30&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=f2bc620215028c852c6a71e999240a66&currsn=0&ps=88&pc=88 原图链接][http://www.southmoney.com/gupiao/glg/201710/1682634.html 图片来源于南方财富网]]] | ||
| − | + | 根据物质在[[溶解]]或[[熔融]]状态下是否[[导电]]，人们将其分为[[ 电 解质]]和非 电 解质两大类。如[[盐]]（NaCl）就是典型 的电 解质 ， 糖就是非 电 解质 。 但在20世纪60年代初 ， 人们发现还有些物质 在低 于熔点 温 度下的固体状态 ， 也有高的离子导 电 特 性 ，这类物质就叫 做固体电解质 。 | |
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| − | + | 固体电解质导电的本质在于内部带电氧离子的运动。晶格结构不同，离子排列方式不同，对[[ 氧]] 离子的活动能力有很大影响。另外，如果晶格完美无缺，离子运动也较困难，若通过掺杂的方法产生大量缺陷就能提高[[ 电导率]] 。 | |
| − | + | [[ 固体电解质]] 在高技术中有重要作用，如[[ 氧化锆]][[ 陶瓷]] 固体电解质就是燃料[[ 电池]] 的[[ 心脏]] ；还可以做磁流体[[ 发电机]] 的电极材料；[[ 电解]] 水制氢中的隔膜采用的也是固体电解质，它还可以用来制成氧敏元件，广泛用于汽车尾气检测、金属冶炼过程中氧的在线分析等。 | |
===导电高分子材料与电子浆料=== | ===导电高分子材料与电子浆料=== | ||
| − | + | [[ 高分子]] 材料属于[[ 共价键]] 结合的大[[ 分子]] 链结构，[[ 电子]] 被紧紧束缚，属于[[ 绝缘材料]] 。随着科学技术的发展，人们采用多种技术使某些高分子材料也具有了导电性。可以将高分子导电材料分为3类：抗静电表面活性剂、导电材料（[[ 碳]] 、金属粉）与高分子材料复合、结构型导电高分子材料。另外，由于电子技术的特殊要求，电子浆料也成为一种重要的新型材料。 | |
| − | + | =='''相关视频'''== | |
| + | <div style="float:left; margin:10px 10px 10px 0px;"> | ||
| + | 1、检测物体是导体还是绝缘体 | ||
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| + | <div style="float:right; margin:10px 0px 10px 10px;"> | ||
| + | 2、导体与绝缘体 科教版(1)小学四年级科学优质课 | ||
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於 2021年6月16日 (三) 22:50 的最新修訂
| 導體 | |
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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"。[1]
目錄
基本信息
中文名稱 ：導體
外文名稱 ：conductor
金屬導體
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。[2]
液體導體
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。 [3] 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。它常應用於電化學工業，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"。[4]
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。電離氣體常應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。隨着外加電壓增大，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應用。
超導體
指導電材料在溫度接近絕對零度的時候，物體分子熱運動下材料的電阻趨近於0的性質。"超導體"是指能進行超導傳輸的導電材料。
零電阻：超導材料處於超導態時電阻為零，能夠無損耗地傳輸電能。如果用磁場在超導環中引發感應電流，這一電流可以毫不衰減地維持下去。這種"持續電流"已多次在實驗中觀察到。
抗磁性：超導材料處於超導態時，只要外加磁場不超過一定值，磁力線不能透入，超導材料內的磁場恆為零。
臨界溫度；外磁場為零時超導材料由正常態轉變為超導態(或相反)的溫度，以Tc表示。Tc值因材料不同而異。已測得超導材料的最低Tc是鎢，為0.012K。到1987年，臨界溫度最高值已提高到100K左右。[5]
導體材料
金屬材料
導電材料是用以傳遞電流而又沒有或很小電能損失的材料，主要以電線、電纜為代表。隨着電子工業的發展，傳送弱電流的導電塗料、膠粘劑和透明導電材料等的應用也十分廣泛。導電材料的基本性質以電阻率表徵。
電線、電纜所用材料主要是銅、鋁及其合金。銅作為導電材料大都是電解銅，含銅量為99.97%一99.98%，含有少量金屬雜質和氧，其中的雜質會降低電導率，銅中含有氧也使產品性能大大下降。一種無氧銅性能穩定、抗腐蝕、延展性好、抗疲勞，可拉成很細的絲，適合於做海底同軸電纜的外部軟線，也可用於太陽能電池。
鋁導線與銅導線相比，電導率低，但其質量輕，相對密度只有銅的1/3，這是鋁導線的一大優點。主要用作送電線和配電線。對於160kV以上的高壓電線，往往用鋼絲增強的鋁電纜或鋁合金線。
電阻元件
電力、電子工業方面應用的電阻元件，其阻抗性質大都是歐姆型的（純電阻）。電子方面要求的電阻值範圍在103Ω—108Ω之間，要求用於製作電阻的材料電阻率ρ<10-6Ω·m，做成的電子元件的電阻值穩定，溫度係數小。還有的電阻元件是用於做電熱元件或發光元件。
用來做電阻的金屬材料有電子線路應用的精密電阻合金，如錳-銅合金，銅-鎳合金。後者的電阻溫度係數最小。這類合金的最終熱處理是均勻退火，尤其在做成成品以後，還要進行一次低溫長時間退火，以保證電學性能穩定。用來做發熱元件的金屬材料是鎳-鉻合金和鐵-鉻-鋁合金。
固體電解質
根據物質在溶解或熔融狀態下是否導電，人們將其分為電解質和非電解質兩大類。如鹽（NaCl）就是典型的電解質，糖就是非電解質。但在20世紀60年代初，人們發現還有些物質在低於熔點溫度下的固體狀態，也有高的離子導電特性，這類物質就叫做固體電解質。
固體電解質導電的本質在於內部帶電氧離子的運動。晶格結構不同，離子排列方式不同，對氧離子的活動能力有很大影響。另外，如果晶格完美無缺，離子運動也較困難，若通過摻雜的方法產生大量缺陷就能提高電導率。
固體電解質在高技術中有重要作用，如氧化鋯陶瓷固體電解質就是燃料電池的心臟；還可以做磁流體發電機的電極材料；電解水制氫中的隔膜採用的也是固體電解質，它還可以用來製成氧敏元件，廣泛用於汽車尾氣檢測、金屬冶煉過程中氧的在線分析等。
導電高分子材料與電子漿料
高分子材料屬於共價鍵結合的大分子鏈結構，電子被緊緊束縛，屬於絕緣材料。隨着科學技術的發展，人們採用多種技術使某些高分子材料也具有了導電性。可以將高分子導電材料分為3類：抗靜電錶面活性劑、導電材料（碳、金屬粉）與高分子材料複合、結構型導電高分子材料。另外，由於電子技術的特殊要求，電子漿料也成為一種重要的新型材料。
相關視頻
1、檢測物體是導體還是絕緣體
2、導體與絕緣體 科教版(1)小學四年級科學優質課