Kateri izolator bi bil najboljši: diamant, zlato, svinec ali beton?

Diamanti, zlato, svinec in beton imajo zelo različne električne lastnosti, vključno s sposobnostjo prevajanja električne energije. Dve od teh snovi sta električni vodniki in dve izolatorji. Zlato in svinec, ki sta kovina, sta slaba izolatorja. Diamanti in beton niso nekovinski in imajo dobre izolacijske lastnosti, toda diamant bi bil zaradi močne odpornosti boljši izolator.

Vodniki in izolatorji

Standardna električna žica je sestavljena iz kovinskega vodnika, obdana z izolacijskim plastičnim plaščem; prevodnik prenaša električni tok tja, kamor mora iti, izolator pa varno preprečuje, da bi elektrika pohajala do drugih žic ali prevodnih materialov. Vodniki prenašajo električni tok z zelo nizkim uporom. Po drugi strani se izolatorji močno upirajo toku in učinkovito blokirajo pretok električne energije. Prevajanje je odvisno od elektronov, ki krožijo okoli atomov v snovi. V dobrih vodnikih se elektroni prosto gibljejo, kar olajša pretok toka. V izolatorju so elektroni bolj omejeni, zato se električni tok slabo giblje.

instagram story viewer

Upornost

Boljši kot je izolator, večji je upor. Znanstveniki merijo izolacijske materiale glede na upornost - odpornost v ohmih, pomnoženo z razdaljo, ki jo mora prehoditi -, in uporabljajo enote, kot so ohmi in metri. Na primer, upornost stekla, izolatorja, je več kot 1 milijarda ohm-metrov, medtem ko aluminij, prevodnik, meri 26 milijardink ohma-metra.

Diamant

Diamant je eden najtrših materialov, ki je tudi odličen električni izolator. V diamantih so atomi ogljika - nekovine - tesno zadržani v tridimenzionalni kristalni tvorbi. Njegova upornost je približno 100 kvadratnih milijard ohm-metrov ali 1, čemur sledi 16 ničel.

Beton

Beton je mešanica mineralov, vključno s peskom, drobljenim kamnom in gramozom. Portlandski cement mešanico veže in tvori trdno trdno snov. Upornost je odvisna od natančne formulacije in se giblje med 50 in 1000 ohm-metri. Čeprav beton v primerjavi s kovinami slabo prevaja elektriko, je boljši prevodnik kot steklo in drugi materiali. Mešanica betona z nizko upornostjo prispeva k koroziji v jeklenih konstrukcijah, vgrajenih ali pritrjenih nanjo.

Svinec

Čeprav so svinčeve spojine lahko dobri izolatorji, je čisti svinec kovina, ki prevaja elektriko, zaradi česar je slab izolator. Svinčev upor znaša 22 milijard delcev ohm-metra. Uporabo vidi v električnih kontaktih, ker se kot razmeroma mehka kovina zlahka deformira, ko jo zategne in vzpostavi trdno povezavo. Na primer, konektorji za avtomobilske akumulatorje so običajno izdelani iz svinca. Zaganjalnik avtomobila na kratko porabi več kot 100 amperov toka, kar zahteva trdno povezavo z akumulatorjem.

Zlato

Zlato je slab izolator in dober prevodnik, saj ima upor 22,4 milijarde ohmmetra. Tako kot pri svincu se tudi pri zlatu pogosto uporabljajo elektronski stiki. Za razliko od mnogih drugih kovin je zelo kemično stabilna in se upira koroziji, ki poslabša druge vrste električnih konektorjev.

Teachs.ru
  • Deliti
instagram viewer