導體(conductor)是指電阻率很小且易于傳導電流的物質(zhì)。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(guī)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(zhuǎn)化為"超導體"。
中文名稱 | 導體 | 外文名稱 | conductor |
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適用學科范圍 | 電磁學 |
電解質(zhì)的溶液或稱為電解液的熔融電解質(zhì)也是導體,其載流子是正負離子。實驗發(fā)現(xiàn),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(zhì),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(zhì)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(zhì)的轉(zhuǎn)移,稱為第二類導體。它常應(yīng)用于電化學工業(yè),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(zhì)轉(zhuǎn)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。如果借助于外界原因,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(guān)系,且常伴有發(fā)聲、發(fā)光等物理過程。電離氣體常應(yīng)用于電光源制造工業(yè)。氣體由于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(xù)再增加電壓到某一定值后電流突然急劇增加,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于氣體的種類、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,自持放電采取不同的形式,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(yīng)用。
電的絕緣體又稱為電介質(zhì)。它們的電阻率極高,比金屬的電阻率大10倍以上。絕緣體在某些外界條件(如加熱、加高壓等)影響下,會被"擊穿",而轉(zhuǎn)化為導體。絕緣體或電介質(zhì)的主要電學性質(zhì)反映在電導、極化、損耗和擊穿等過程中 。
現(xiàn)今通常把例如鍺(Ge)、硅(Si)等一類導體稱為半導體。這類導體的電阻率介乎金屬與絕緣體之間,且隨溫度的升高而迅速減小。這類材料中存在一定量的自由電子和空穴,后者可看作帶有正電荷的載流子。與金屬或電解液的情況不同,半導體中雜質(zhì)的含量以及外界條件的改變(如光照,或溫度、壓強的改變等),都會使它的導電性能發(fā)生顯著變化。
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于0的性質(zhì)。"超導體"是指能進行超導傳輸?shù)膶щ姴牧稀?/p>
第一類導體
金屬是最常見的一類導體。金屬中的原子核和內(nèi)層電子構(gòu)成原子實,規(guī)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(gòu)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(yīng),也沒有顯著的物質(zhì)轉(zhuǎn)移,稱為第一類導體。
LED燈是應(yīng)用半導體材料制作成發(fā)光二極體來裝配成燈,所以屬于半導體;
一、半導體 1.概念:導電性能介乎導體和絕緣體之間,它們的電阻比導體大得多,但又比絕緣體小得多.這類材料我們把它叫做半導體. 2.半導體材料:鍺、硅、砷化鎵等,都是半導體. 3. 半導體的電學性能: ...
自然界中有兩類導電性能截然不同的固體材料,一類具有良好的導電性能,稱為導體,金屬是常見的導體,電阻率很小,約為10-8~10-6歐·米。另一類的導電性能非常差,稱為絕緣體。常見的絕緣體有金剛石、云母、...
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關(guān)于配電柜 PE銅排及設(shè)備的接地導體 截面積選擇的說明 一、定義及說明 根據(jù)國標 GB 16895.3-2004 規(guī)定,對各種保護接地導體作了相應(yīng)的定義: 說明: 1、 根據(jù)以上定義,配電柜內(nèi)的開關(guān)、元器件等設(shè)備的接地端子引至地排的導體屬于 “接地 導體”。特別注意與其他保護如 “保護導體”、“總接地端子 [總接地母線 ]”等作區(qū)別; 2、 根據(jù)以上定義,配電柜內(nèi)的地排屬于“保護導體” ; 3、 建筑物中還有配置“總接地端子 [總接地母線 ]”,以及 “等電位聯(lián)結(jié)箱” ,箱中的接地排 即為“保護聯(lián)結(jié)導體” ; 4、 以下數(shù)據(jù)中規(guī)定的保護接地導線截面積以定義來區(qū)分。 二、國標 GB7251.1-2005 中的規(guī)定 “保護導體” 截面積大?。?說明: 1、 根據(jù)以上國標中的描述,配電柜中的接地銅排應(yīng)按表 3 中的截面積來配置; 2、 保護導體截面積的確定,主要是依據(jù)其對地故障電流而產(chǎn)生有害的熱
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截面 國標結(jié)構(gòu) 企標結(jié)構(gòu) 0.75 7/0.37 7/0.34 1 7/0.43 7/0.38 1.5 7/0.52 7/0.48 2.5 21/0.38 19/0.38 4 21/0.48 19/0.48 6 21/0.60 19/0.60 10 7*11/0.38+7/0.38 7*11/0.38 16 12*11/0.38+4/0.38 11*11/0.38 25 11*19/0.38+11/0.38 10*19/0.38 35 15*19/0.38+11/0.38 14*19/0.38 50 8*32/0.48 7*32/0.48+19/0.48 70 10*36/0.48 10*32/0.48+19/0.48 95 15*32/0.48 14*32/.048 120 17*36/0.48 16*36/0.48 150 21*36/0.48 20*36/0.48 185 25*36
導體依靠導體中離子的定向運動(也稱定向遷移)而導電,電流通過導體時,導體本身發(fā)生化學變化,導電能力隨溫度升高而增大。顧名思義,這類導體稱為離子導體(或稱為第二類導體)。電解質(zhì)溶液、熔融電解質(zhì)等屬于此類。
電子導體能夠獨立地完成導電任務(wù),而離子導體則不能。要想讓離子導體導電,必須有電子導體與之相連接。因此,在使離子導體導電時,不可避免地會出現(xiàn)兩類導體相串聯(lián)的界面。即為了使電流能通過這類導體,往往將電子導體作為電極浸入離子導體中。當電流通過這類導體時,在電極與溶液的界面上發(fā)生化學反應(yīng),與此同時,在電解質(zhì)溶液中正、負離子分別向兩極移動。
在離子導體中,離子參與導電與固體中的點缺陷密切相關(guān)。純凈固體中的點缺陷是本征缺陷,有弗侖克爾缺陷和肖特基缺陷兩類(見點缺陷),前者是空位和填隙原子,后者為單純的空位。它們的濃度決定于固體的平衡溫度以及缺陷的生成能。含有雜質(zhì)的固體還多出非本征點缺陷,如KCl晶體含有少量CaCl2時,Ca2 是二價離子,為了保持固體電中性,必須存在一個正離子空位(它帶一個負電荷),這種空位便是非本征點缺陷。
在外加電場作用下,離子固體中本征的和非本征的點缺陷都會對離子電導作貢獻。離子電導率σ與溫度T的關(guān)系,遵從阿倫尼烏斯定律:
式中σ0為常數(shù),Ea為電導微活能,k為玻耳茲曼常數(shù)。
固體中可動離子是陽離子的稱為陽離子導體,若是陰離子的則稱為陰離子導體。
多數(shù)離子導體中可運動的離子是很少的,因而離子電導率都不高。例如,食鹽(NaCl),室溫下離子電導率僅有10-15Ω-1·cm-1。
固體中除了本征缺陷外,還有由于異價雜質(zhì)的存在而產(chǎn)生的非本征缺陷。例如,在氟化鈣(CaF2)中,如果有三價金屬雜質(zhì)離子存在,就必定會形成相等數(shù)量的間隙氟離子,以實現(xiàn)電中性。這些本征的和非本征的點陣缺陷在外電場作用下都會進行長程運動,從而對離子電導率作出貢獻。
快離子導體也是一種離子導體,但具有不同于一般離子導體的特征。
本實用新型涉及一種電力電纜,尤其是一種線芯間相互干擾和損耗小的電力電纜,其特征是電纜三根絕緣線芯呈等邊三角形排列,絕緣線芯外有多根銅導體相間并列斜繞組成的同心導體,同心導體截面之和大于或等于電纜所需零線截面。
1) 能量分辨率最佳 ;
2) γ射線探測效率較高,可與閃爍探測器相比。
常用半導體探測器有:
(1) P-N結(jié)型半導體探測器;
(2) 鋰漂移型半導體探測器;
(3) 高純鍺半導體探測器;