电导是什么?
这个属性决定了a的容易程度当前的可以流过导体.正如我们所知电阻导体有这样一种特性,能抵抗流过它的电流。也就是说,电导是电阻的倒数性质。电导一般表示为,
电导的定义
电导率电流是导体的一种特殊性质,它决定了电流通过导体的容易程度。
电导方程或公式
让我们取一个长度为l、截面面积为a的导体。如果导体长度增加,电子就必须漂移更多的路径。因此原子间碰撞的机会就更大。这意味着现在的道路更加艰难,意味着电导率导体的电流减小了。
因此,电导与导体的长度成反比。
如果导体的横截面积增大,电流就会得到更多的漂移电子。因此,导体的电导增加了。
由式(1)(2)可知:
式中,σ =电导率或比电导的比例常数。
比电导或电导率
在电导率方程中,我们已经提到σ或σ作为电导率。在这个方程中,如果我们让l = 1m A = 1m2那么G = σ。表示σ为长度为1 m,横截面积为1 m的导体的电导2.电导率是指体积为1m × 1m的导体的电导率2= 1米3..
电导率的定义
电导率是一种单位体积的材料。
导电性是物质的基本属性。由于这种性质,一种材料可以导电。有些材料是良导体,这意味着电流可以很容易地通过它们;同样,有些材料不允许电流通过。电流容易通过的材料称为良导体,换句话说,这些材料的导电性很高。另一方面,不允许电流通过的材料被称为电气绝缘材料.有一些材料,其导电性不像导体那么高,也不像绝缘体那么差,它们有一个中间导电性,这类材料被称为半导体.
电导单位
正如我们前面提到的,电导是电阻的电阻的倒数。也就是说,
电阻的单位是欧姆,这就是为什么电导单位一般写成姆欧-欧姆的反向拼写。一个现代必威电竞赞助,姆欧是被西门子.
单元的电导率
电导率方程,我们已经推导过了,
因此,电导率单位为,
这里,S代表西门子.
不同材料在20时的电阻率和电导率表oC
材料 | 电阻率在20oC | 电导率20oC |
空气 | 1.3×1016至3.3 × 1016 | 3×10-15年至8 × 10-15年 |
铝 | 2.82×10-8 | 3.5×107 |
退火铜 | 1.72×10-8 | 5.80×107 |
钙 | 3.36×10-8 | 2.98×107 |
碳(非晶) | 5×10-4至8 × 10-4 | 1.25到2 × 103. |
碳(钻石) | 1×1012 | ~10-13年 |
碳(石墨) | 2.5×10-6至5.0 × 10-6/ /底面 | 2到3 × 105/ /底面 |
碳钢 | -10年10 | 1.43×10-7 |
康铜 | 4.9×10-7 | 2.04×106 |
铜 | 1.68×10-8 | 5.96×107 |
去离子水 | 1.8×105 | 5.5×10-6 |
饮用水 | 2×101到2 × 103. | 5×10-4至5 × 10-2 |
熔融石英 | 7.5×1017 | 1.3×10-18年 |
砷化镓 | 5×10-7至10 × 103 | 5×10-8到103. |
锗 | 4.6×10-1 | 2.17 |
玻璃 | 10×1010至10 × 1014 | 10-11年到10-15年 |
黄金 | 2.44×10-8 | 4.10×107 |
晶粒取向电工钢 | 4.60×10-7 | 2.17×106 |
硬橡胶 | 1×1013 | 10-14年 |
铁 | 1.0×10-7 | 1.00×107 |
铅 | 2.2×10-7 | 4.55×106 |
锂 | 9.28×10-8 | 1.08×107 |
锰铜 | 4.82×10-7 | 2.07×106 |
汞 | 9.8×10-7 | 1.02×106 |
镍铬合金 | 1.10×10-6 | 9.09×105 |
镍 | 6.99×10-8 | 1.43×107 |
石蜡 | 1×1017 | 10-18年 |
宠物 | 10×1020. | 10-21年 |
铂 | 1.06×10-7 | 9.43×106 |
海水 | 2×10-1 | 4.8 |
硅 | 6.40×102 | 1.56×103 |
银 | 1.59×10-8 | 6.30×107 |
不锈钢 | 6.9×10-7 | 1.45×106 |
硫 | 1×1015 | 10-16年 |
聚四氟乙烯 | 10×1022至10 × 1024 | 10-25年到10-23年 |
锡 | 1.09×10-7 | 9.17×106 |
钛 | 4.20×10-7 | 2.38×106 |
钨 | 5.60×10-8 | 1.79×107 |
木材(湿) | 1×103.到4 | 10-4到103 |
木材(烘箱干燥) | 1×1014到16 | 10-16年到10-14年 |
锌 | 5.90×10-8 | 1.69×107 |
电导率的能带理论
原子最外层轨道上的电子受到的引力最小。所以最外层的原子可以很容易地从母体原子中分离出来。让我们用带理论来解释细节。
当一些原子聚集在一起时,一个原子的电子受到另一个原子的力原子.这种效应在最外层的轨道上最为明显。由于这种力,在孤立原子中被明确定义的能级,现在被扩大为能带。由于这种现象,通常会产生两个波段,即价带和导带。
帷幔乐队
原子的最外层轨道,在这里电子被紧紧束缚;它们不能作为自由电子被除去。
导带
这是最外层的最高能级或轨道,在这里电子可以自由移动。
带隙
有一个能隙将这两个带分开,价带和导带。这个能隙称为禁带能隙。
金属导电性
在金属中,原子是如此紧密地聚集在一起,以至于一个原子的电子受到其他封闭原子的足够大的力。结果,金属中的价带和导带变得非常接近,甚至可能重叠。因此,通过从外部热能或电能来源接收非常少量的能量,电子很容易在金属中上升到更高的水平。这样的电子被称为自由电子。这些自由电子就是流过金属的电流的来源。当外部电源连接到一块金属上时,这些自由电子开始流向源的高电位终端,导致电流在金属中流动。在金属中,导带内的自由电子密度远高于其他材料,因此金属被称为极好的导电体。换句话说金属导电性很好。
不同金属电导率表
金属 | 电导率在西门子/米在20oC |
银 | 6.30×107 |
铜 | 5.96×107 |
铝 | 3.5×107 |
退火铜 | 5.80×107 |
钙 | 2.98×107 |
碳钢(1010) | 6.99×106 |
康铜 | 2.04×106 |
砷化镓 | 5×10−8到103. |
黄金 | 4.10×107 |
晶粒取向电工钢 | 2.17×106 |
铁 | 1.00×107 |
铅 | 4.55×106 |
锂 | 1.08×107 |
锰铜 | 2.07×106 |
汞 | 1.02×106 |
镍铬合金 | 9.09×105 |
镍 | 1.43×107 |
铂 | 9.43×106 |
不锈钢 | 1.45×106 |
锡 | 9.17×106 |
钛 | 2.38×106 |
钨 | 1.79×107 |
锌 | 1.69×107 |
半导体导电性
在半导体中,价带和导带由一个足够宽的禁带隙隔开。在低温下,没有电子具有足够的能量占据导电带,因此电荷不可能运动。但在室温下,某些电子有可能提供足够的能量并在导带内发生跃迁。在室温下,传导带中的电子密度不如金属中的电子密度高,因此不能像金属那样良好地传导电流。的半导体导电性不像金属那么高,也不像电绝缘体那么差。这就是为什么,这种类型的材料被称为半导体-意思是半导体。
不同半导体电导率表
半导体 | 电导率在西门子/米在20oC |
锗 | 2.17 |
硅 | 1.56×10−3 |
绝缘子导电性
理想情况下,电绝缘体的导电性为零。绝缘体分子中的原子在电上足够稳定。这些原子的最外层完全充满了电子。在这种材料中,禁带是非常大的,因此,电子跨越到传导带所需的能量实际上是足够大的。绝缘体不容易导电。这意味着绝缘子导电性很可怜的。
不同绝缘体电导率表
绝缘子 | 电导率在西门子每米20oC |
空气 | 3×10-15年至8 × 10−15 |
熔融石英 | 1.3×10-18年 |
玻璃 | 10-11年到10-15年 |
硬橡胶 | 10-14年 |
石蜡 | 10-18年 |
宠物 | 10-21年 |
硫 | 10-16年 |
聚四氟乙烯 | 10-25年到10-23年 |
木 | 10-16年到10-14年 |