DK科学:导体

导体是一种能让电荷以电流的形式通过的材料。通常电荷是由电子携带的,导体是金属。金属是很好的导体,因为它们原子的外层电子是松散的,当施加电压时,电子可以在金属中漂移。有些材料的所有电子都牢牢地固定在某处,所以它们的导电性不好。像这样的材料叫做绝缘子

导体在工作

通常情况下,导体中的自由电子会向各个方向飞速移动。然而,当施加电压时,它们更多地向正极移动,而不是向其他方向移动。

超导体

有些被称为超导体的材料对电流的流动完全没有阻力。电子以比普通导体更有组织的方式在它们之间运动。它们适合于为医疗扫描仪制造巨大的电磁铁等工作,但也有一个问题。它们只有在非常非常冷的环境下才能发挥作用。即使是最先进的超导体也能承受的最高温度是-135°C(-211°F)。

传记:德国人GEORG欧姆(1789-1854)

欧姆发现了电流通过导体的规律。他发现导线两端之间的电压翻倍,通过导线的电流就会翻倍,而导线长度翻倍,电流就会减半。导线有一个与长度成正比的电阻,电流就是电压除以这个电阻。欧姆定律出现于1827年。

绝缘体

绝缘体的导电性能很差,或者根本不导电。它们的电子紧密结合,只有在施加极高电压时才会移动。绝缘体在电气工程中是必不可少的,它能阻止电流在不该流动的地方流动。除金属外,大多数常见材料都是绝缘体,但并非所有材料都适用于电气工程。最早的实用绝缘体是空气、陶器、玻璃和橡胶。所有这些仍在使用,但今天大多数绝缘体是塑料。

高压绝缘子

有些绝缘体必须在极端条件下工作。这些电力供应绝缘体必须承受44万伏(440千伏)的电压,即使在暴雨中也要阻止电流从电力电缆流向地面。他们还必须承受电缆的重量。塑料不足以胜任这样的工作,但一种更古老的材料——陶器——可以轻松地承受压力。

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