電的絕緣體又稱為電介質。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",而轉化為導體。絕緣體或電介質的主要電學性質反映在電導、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。"超導體"是指能進行超導傳輸?shù)膶щ姴牧稀?/p>
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(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,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。它常應用于電化學工業(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系,且常伴有發(fā)聲、發(fā)光等物理過程。電離氣體常應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用。
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。
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: ...
將兩種不同材料的導體或半導體串接成一個閉合回路都可以產(chǎn)生熱電效應。一般來說金屬導體構成的熱電偶,其 溫度-電勢 相互關系較為穩(wěn)定,適用溫度范圍寬,線性好,特別是重現(xiàn)性較好,所以測量溫度多用金屬熱電偶;...
LED燈是應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;
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為用來測量導電介質的單電極電容液位計
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絕緣體變導體——塑料導電體的發(fā)明
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)。電解質溶液、熔融電解質等屬于此類。
電子導體能夠獨立地完成導電任務,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,與此同時,在電解質溶液中正、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。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;