Проводят электрический ток: Какие вещества проводят электрический ток? вещества которые

Содержание

Какие вещества проводят электрический ток? вещества которые

Из школьного курса физики известно, что электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц. При этом должно соблюдаться как минимум два условия — это наличие свободных носителей заряда и присутствие электрического поля. Рассмотрим более подробно какие вещества проводят электрический ток, и какие условия для этого должны быть созданы.

Общим для всех вариантов будет обязательное наличие поля, только в этом случае возможно создание силы, которая будет приложена к заряду для его перемещения от одного электрода к другому.

Способность различных веществ проводить электрический ток

Если не принимать во внимание физическое состояние, то все материалы можно условно разделить на три группы по степени проводимости электричества:

проводники;
полупроводники;
диэлектрики.

Рассмотрим каждый случай более подробно.

Проводники

К этой группе можно отнести вещества, которые проводят электрический ток великолепно. Это – металлы, электролиты и ионизированные газы.

Металлы как проводники электрического тока

Первая подгруппа веществ имеет кристаллическую решетку и отличается большим наличием свободных электронов, которые и являются носителями заряда при создании соответствующих условий, в частности электрического поля. Их расплавы проводят электрический ток не хуже, чем в твердой фазе. Не стоит забывать, что металлы могут быть и в жидком состоянии, примером чего является ртуть. Но наибольшее распространение, в качестве проводников, получили твердые фазы этих веществ. При взаимодействии с кислородом металл образуют оксиды, которые проводят электрический ток только при определенных условиях и по своей сути являются полупроводниками. Речь о них пойдет ниже. Из металлов отличной электропроводностью обладают медь, алюминий, железо, серебро и др.

Жидкие проводники электрического тока

Под жидкими проводниками понимают кислоты, растворы, электролиты, которые проводят электрический ток. Носителем заряда в данных случаях являются ионы. Необходимо отметить, распространенное убеждение что вода является проводником, в корне неверно. Когда Н₂О находиться в чистом состоянии, свободные ионы в ней отсутствуют. Если при помещении в воду электродов наблюдается протекание электрического тока, то это говорит только о том, что в данном случае мы имеем дело с раствором какого-либо вещества.

Полупроводники

Это особая группа веществ, которая проводит электрический ток при создании определенных условий. В кристаллической решетке полупроводников наблюдается крайне ограниченное наличие свободных носителей зарядов. Но при создании соответствующих условий, например, при воздействии света, понижении или повышении температуры, или каких-либо специфических факторов количество освобожденных носителей возрастает.

Вещества, которые проводят электрический ток и относятся к группе полупроводников обладают одной особенностью – под воздействием внешних факторов связанные электроны покидают свое место, и образуют т. н. «дырку». Она имеет положительный заряд. При создании электрического поля электроны и «дырки» двигаются навстречу друг другу, образуя электрический ток. Такая особенность называется электронно-дырочной проводимостью. Наиболее распространенными полупроводниками считаются кремний, германий, селен, галлий, теллур и т.д.

Диэлектрики

В диэлектриках свободные носители заряда отсутствуют. Протекание электрического тока в таких веществах невозможно при стандартных внешних условиях. Наиболее популярными материалами, которые не проводят электрический ток является слюда, керамика, резина и каучуки.

Также к ним можно отнести воздух и определенные виды газов, но для них, определяющим будет являться степень загрязнения. При наличии достаточного количества свободных ионов, диэлектрические свойства они утрачивают. Таким образом нельзя слепо полагаться что какое-либо вещество является абсолютным диэлектриком и не проводит электричество. При определенных обстоятельства большая часть веществ, заведомо считающихся диэлектриками могут приобретать свойства полупроводников.

Так, например, оксид железа, который в обычных условиях препятствует протеканию электрического тока, при повышении давления и температуры переходит в состояние проводимости, при этом внутренняя его структура не нарушается.

Подводя итоги, отметим что качественное различие веществ, пропускающих или препятствующих протеканию электрического тока является их проводящее состояние. Для металлов оно является постоянным, а для диэлектриков и полупроводников возбужденной фазой. Количественное определение проводимости выражается через удельное электрическое сопротивление.

Физика — 8

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЧТЕНИЕ

6.13. Применение и влияние электрического

тока на живые организмы

Отрицательное воздействие электрического тока на живые организмы

Организм человека, являясь проводником, проводит электрический ток. Отдельные части человеческого организма проводят электрический ток поразному. Кости, кожа и соединительные ткани плохо проводят электрический ток. Их удельное сопротивление велико, порядка 10⁷ — 10² Ом·м. Такие же части организма, как спинно-мозговая жидкость, сыворотка крови, кровь и нервно-мышечные ткани, хорошо проводят ток. Удельное сопротивление этих частей меняется в пределах 0,6 — 0,7 Ом·м.

Электрический ток в организме человека создают ионы. Это ионы таких химических элементов, как кальций, фосфор, калий, натрий и другие. Прохождение электрического тока через организм человека сопровождается рядом физиологических явлений. При прохождении электрического тока через организм человека наблюдается раздражение, сокращение мышц, нарушение дыхания и возможна даже смерть. Результат повреждения организма человека зависит от силы тока, характера тока (постоянный или переменный ток), времени и пути прохождения тока через организм. Наиболее опасно прохождение тока через сердце и мозг.
В таблице 6.3 показана зависимость воздействия тока в направлении рука-рука и рука-нога от силы тока для пожилого человека.

Таблица 6.3.

Сила тока (мА)	Воздействие тока
Сила тока (мА)	Постоянный ток	Переменный ток (v = 50 Гц)
2-3	Не ощущается	Сильное дрожание пальцев рук
5-10	Ощущается нагревание	Ощущаются боли. Руки сводят судороги.
12-15	Нагревание усиливается	Сильная боль в пальцах и костях руки. Можно выдержать 5-10 с.
20-25	Дальнейшее усиление нагревания. Слегка сокращаются мышцы рук.	Руки парализованы, их невозможно оторвать от проводов. Затрудняется дыхание. Можно выдержать 5 с.
50-80	Происходит сокращение мышц рук. Затрудняется дыхание.	Паралич дыхания. Нарушение деятельности сердца.
90-110	Паралич дыхания	Паралич дыхания. При действии в течение 3 с и более происходит паралич сердца. Смерть.

Какой металл является лучшим проводником электричества?

Давайте вернемся к периодической таблице, чтобы объяснить, какие металлы лучше всего проводят электричество. Количество валентных электронов в атоме — это то, что делает материал способным проводить электричество. Внешняя оболочка атома – это валентность. В большинстве случаев проводники имеют один или два (иногда три) валентных электрона.

Металлы с ОДНИМ валентным электроном: медь, золото, платина и серебро. У железа два валентных электрона. Несмотря на то, что алюминий имеет три валентных электрона, он также является отличным проводником. Полупроводник — это материал, который имеет четыре валентных электрона.

Электропроводность

Металлическая связь заставляет металлы проводить электричество. В металлической связи атомы металла окружены постоянно движущимся «морем электронов». Это движущееся море электронов позволяет металлу проводить электричество и свободно перемещаться среди ионов.

Большинство металлов в определенной степени проводят электричество. Некоторые металлы обладают более высокой проводимостью, чем другие. Медь, серебро, алюминий, золото, сталь и латунь являются обычными проводниками электричества. Наиболее проводящими металлами являются серебро, медь и золото.

Какой металл является лучшим проводником электричества?

Этот список электропроводности включает сплавы, а также чистые элементы. Поскольку размер и форма вещества влияют на его проводимость, в списке предполагается, что все образцы имеют одинаковый размер. Вот основные типы металлов и некоторые распространенные сплавы в порядке от лучших к худшим проводникам электричества:

От лучших к худшим (одинакового размера):

Серебро
Медь
Золото
Алюминий
Цинк
Никель
Латунь
Бронза
Железо
Платина
Сталь
Свинец
Нержавеющая сталь

Проводимость серебра

«Серебро — лучший проводник электричества, поскольку оно содержит большее количество подвижных атомов (свободных электронов). Чтобы материал был хорошим проводником, электричество, проходящее через него, должно перемещать электроны; чем больше в металле свободных электронов, тем больше его проводимость. Однако серебро дороже других материалов и обычно не используется, если только оно не требуется для специализированного оборудования, такого как спутники или печатные платы», — поясняет Sciencing.com.

Проводимость меди

«Медь обладает меньшей проводимостью, чем серебро, но дешевле и обычно используется в качестве эффективного проводника в бытовых приборах. Большинство проводов покрыты медью, а сердечники электромагнитов обычно обмотаны медной проволокой. Медь также легко паять и наматывать на провода, поэтому ее часто используют, когда требуется большое количество проводящего материала», — сообщает Sciencing.com. подвергается воздействию воздуха, это слишком дорого для обычного использования. Индивидуальные свойства делают его идеальным для конкретных целей.

Проводимость алюминия

Алюминий может проводить электричество, но он проводит меньше электричества, чем медь. Алюминий образует электростойкую оксидную поверхность в электрических соединениях, что может привести к перегреву соединения. В высоковольтных линиях электропередач, заключенных в стальной корпус для дополнительной защиты, используется алюминий.

Цинк Проводимость

На сайте ScienceViews.com поясняется, что «цинк — это металлический элемент серо-голубого цвета с атомным номером 30. При комнатной температуре цинк хрупок, но становится ковким при 100 C. Податливость означает, что его можно согнуть. и формируется без разрыва. Цинк — умеренно хороший проводник электричества».

Никель Проводимость

Большинство металлов проводят электричество. Никель является элементом с высокой электропроводностью.

Латунь Проводимость

Латунь — это устойчивый к растяжению металл, используемый для небольших машин, поскольку его легко сгибать и формовать из него различные детали. Его преимущества перед сталью заключаются в том, что он немного более проводящий, дешевле в покупке, менее коррозионно-активен, чем сталь, и сохраняет ценность после использования. Латунь — это сплав.

Бронза Проводимость

Бронза представляет собой электропроводный сплав, а не элемент.

Проводимость железа

Железо имеет металлические связи, благодаря которым электроны могут свободно перемещаться вокруг более чем одного атома. Это называется делокализацией. Из-за этого железо является хорошим проводником.

Платина Проводимость

Платина является элементом с высокой электропроводностью и более пластична, чем золото, серебро или медь. Он менее пластичен, чем золото. Металл обладает отличной коррозионной стойкостью, стабилен при высоких температурах и обладает стабильными электрическими свойствами.

Проводимость стали

Сталь — это проводник и сплав железа. Сталь обычно используется для покрытия других проводников, потому что это негибкий и очень коррозионный металл при воздействии воздуха.

Проводимость свинца

«Хотя соединения свинца могут быть хорошими изоляторами, чистый свинец — это металл, проводящий электричество, что делает его плохим изолятором. Удельное сопротивление свинца составляет 22 миллиардных доли метра. Он находит применение в электрических контактах, потому что, будучи относительно мягким металлом, легко деформируется при затягивании и обеспечивает прочное соединение. Например, разъемы для автомобильных аккумуляторов обычно изготавливаются из свинца. Стартер автомобиля кратковременно потребляет более 100 ампер тока, что требует надежного подключения к аккумулятору», — поясняет сайт Sciencing.com.

Проводимость нержавеющей стали

Нержавеющая сталь является относительно хорошим проводником электричества, как и все металлы.

Факторы, влияющие на электропроводность

Некоторые факторы могут влиять на то, насколько хорошо материал проводит электричество. ThoughtCo объясняет эти факторы здесь:

Температура: Изменение температуры серебра или любого другого проводника изменяет его проводимость. Как правило, повышение температуры вызывает тепловое возбуждение атомов и снижает проводимость при одновременном увеличении удельного сопротивления. Зависимость линейна, но нарушается при низких температурах.
Примеси: Добавление примеси в проводник снижает его проводимость. Например, стерлинговое серебро не является таким хорошим проводником, как чистое серебро. Окисленное серебро не является таким хорошим проводником, как незапятнанное серебро. Примеси препятствуют потоку электронов.
Кристаллическая структура и фазы: При наличии разных фаз материала проводимость немного замедляется на границе раздела и может отличаться от одной структуры к другой. Способ обработки материала может повлиять на то, насколько хорошо он проводит электричество.
Электромагнитные поля: Проводники генерируют свои собственные электромагнитные поля, когда через них проходит электричество, при этом магнитное поле перпендикулярно электрическому полю. Внешние электромагнитные поля могут создавать магнитосопротивление, которое может замедлять течение тока.
Частота: Число циклов колебаний переменного электрического тока в секунду равно его частоте в герцах. Выше определенного уровня высокая частота может привести к тому, что ток будет течь вокруг проводника, а не через него (скин-эффект). Поскольку нет колебаний и, следовательно, нет частоты, скин-эффект не возникает при постоянном токе.

Посетите Tampa Steel & Supply для качественной стали и алюминия

Вам нужны поставки стали? Не ищите ничего, кроме профессионалов Tampa Steel & Supply. У нас есть обширный список металлопродукции для любого проекта, который вам нужен. Мы гордимся тем, что обслуживаем наших клиентов почти четыре десятилетия, и готовы помочь вам с вашими потребностями в стали. Есть вопросы? Позвоните нам сегодня, чтобы узнать больше, или зайдите в наш прекрасный выставочный зал в Тампе.

Запросите предложение онлайн
Или позвоните в Tampa Steel & Supply по телефону (813) 241-2801

Проводимость (электропроводность) и вода

Школа водных наук

6 июня 2018 г.

Свойства воды Фотогалерея

Узнайте о свойствах воды с помощью изображений

Дом школы водных наук

Обзор
Наука
Публикации

Вода и электричество несовместимы, верно? На самом деле чистая вода является отличным изолятором и не проводит электричество. Дело в том, что чистой воды в природе не найти, так что не смешивайте электричество и воду. На странице нашей школы водных наук вы найдете все подробности.

• Школа наук о воде ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА • Темы о свойствах воды • Темы о качестве воды •

Проводимость (электропроводность) и вода

Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

Многопараметрический монитор, используемый для записи измерений качества воды.

Никогда не поздно научиться чему-то новому. Всю свою жизнь я слышал, что вода и электричество вместе составляют опасную пару. И почти всегда это правда — смешивать воду и электричество, будь то от молнии или электрической розетки в доме, очень опасно. Но что я узнал из исследования этой темы, так это то, что чистая вода на самом деле является отличным изолятором и не проводит электричество. Вода, которая будет считаться «чистой», будет дистиллированной водой (водой, сконденсированной из пара) и деионизированной водой (используемой в лабораториях), хотя даже вода такой чистоты может содержать ионы.

Но в реальной жизни мы обычно не встречаем чистой воды. Если вы читали нашу статью о том, что вода является «универсальным растворителем », вы знаете, что вода может растворять больше веществ, чем любая другая жидкость. Вода — превосходнейший растворитель. Не имеет значения, течет ли вода из вашего кухонного крана, находится в бассейне или собачьей миске, течет из-под земли или падает с неба, вода будет содержать значительное количество растворенных веществ, минералов и химических веществ. Это вещества, растворенные в воде. Впрочем, не беспокойтесь — если вы проглотите снежинку, она вам не повредит; он может даже содержать некоторые полезные минералы, необходимые вашему телу, чтобы оставаться здоровым.

Свободные ионы в воде проводят электричество

Источники/использование: общественное достояние.

Сотрудники Геологической службы США занимаются электроловом в реке Фрио, штат Техас.

Вода перестает быть отличным изолятором, когда начинает растворять окружающие ее вещества. Соли , такие как поваренная поваренная соль (хлорид натрия (NaCl)) известны нам лучше всего. С химической точки зрения соли представляют собой ионные соединения, состоящие из катионов (положительно заряженных ионов) и анионов (отрицательно заряженных ионов). В растворе эти ионы по существу компенсируют друг друга, так что раствор электрически нейтрален (без суммарного заряда). Даже небольшое количество ионов в водном растворе делает его способным проводить электричество (так что ни в коем случае не добавляйте соль в воду для купания во время грозы). Когда вода содержит эти ионы, она будет проводить электричество, например, от молнии или провода от настенной розетки, поскольку электричество от источника будет искать в воде противоположно заряженные ионы. Плохо, если на пути окажется человеческое тело.

Интересно, что если вода содержит очень большое количество растворенных веществ и ионов, то вода становится настолько эффективным проводником электричества, что электрический ток может фактически игнорировать человеческое тело в воде и придерживаться лучшего пути для проведения себя — массы ионов в воде. Вот почему опасность поражения электрическим током в морской воде меньше, чем в ванне.

К счастью для гидрологов здесь, в Геологической службе США, вода, текущая в ручьях, содержит большое количество растворенных солей. В противном случае эти два гидролога Геологической службы США могут остаться без работы. Многие исследования воды включают изучение рыбы, которая живет в ручьях, и один из способов сбора рыбы для научных исследований — это пропустить электрический ток через воду, чтобы ударить рыбу («ударить их и собрать в мешок»).

Источники/использование: общественное достояние.

Хотите узнать больше о проводимости и воде ? Следуйте за мной на веб-сайт, посвященный хлоридам, солености и растворенным веществам!

Ниже приведены другие научные темы, связанные с электропроводностью и водой.

Ниже приведены публикации, связанные с электропроводностью и водой.

Обзор
Вода и электричество несовместимы, верно? Ну вообще-то чистая вода является отличным изолятором и не проводит электричество. Дело в том, что чистой воды в природе не найти, так что не смешивайте электричество и воду. На странице нашей школы водных наук вы найдете все подробности.
• Водная школа ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА • Темы свойств воды • Темы качества воды •
Проводимость (электропроводность) и вода
Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Многопараметрический монитор, используемый для записи измерений качества воды.
Никогда не поздно научиться чему-то новому. Всю свою жизнь я слышал, что вода и электричество вместе составляют опасную пару. И почти всегда это правда — смешивать воду и электричество, будь то от молнии или электрической розетки в доме, очень опасно. Но что я узнал из исследования этой темы, так это то, что чистая вода на самом деле является отличным изолятором и не проводит электричество. Вода, которая будет считаться «чистой», будет дистиллированной водой (водой, сконденсированной из пара) и деионизированной водой (используемой в лабораториях), хотя даже вода такой чистоты может содержать ионы.
Но в реальной жизни мы обычно не встречаем чистой воды. Если вы читали нашу статью о том, что вода является «универсальным растворителем », вы знаете, что вода может растворять больше веществ, чем любая другая жидкость. Вода — превосходнейший растворитель. Не имеет значения, течет ли вода из вашего кухонного крана, находится в бассейне или собачьей миске, течет из-под земли или падает с неба, вода будет содержать значительное количество растворенных веществ, минералов и химических веществ. Это вещества, растворенные в воде. Впрочем, не беспокойтесь — если вы проглотите снежинку, она вам не повредит; он может даже содержать некоторые полезные минералы, необходимые вашему телу, чтобы оставаться здоровым.

Свободные ионы в воде проводят электричество
Источники/использование: общественное достояние.
Сотрудники Геологической службы США занимаются электроловом в реке Фрио, штат Техас.
Вода перестает быть отличным изолятором, когда начинает растворять окружающие ее вещества. Соли , такие как поваренная поваренная соль (хлорид натрия (NaCl)) известны нам лучше всего. С химической точки зрения соли представляют собой ионные соединения, состоящие из катионов (положительно заряженных ионов) и анионов (отрицательно заряженных ионов). В растворе эти ионы по существу компенсируют друг друга, так что раствор электрически нейтрален (без суммарного заряда). Даже небольшое количество ионов в водном растворе делает его способным проводить электричество (так что ни в коем случае не добавляйте соль в воду для купания во время грозы). Когда вода содержит эти ионы, она будет проводить электричество, например, от молнии или провода от настенной розетки, поскольку электричество от источника будет искать в воде противоположно заряженные ионы. Плохо, если на пути окажется человеческое тело.
Интересно, что если вода содержит очень большое количество растворенных веществ и ионов, то вода становится настолько эффективным проводником электричества, что электрический ток может фактически игнорировать человеческое тело в воде и придерживаться лучшего пути для проведения себя — массы ионов в воде. Вот почему опасность поражения электрическим током в морской воде меньше, чем в ванне.
К счастью для гидрологов здесь, в Геологической службе США, вода, текущая в ручьях, содержит большое количество растворенных солей. В противном случае эти два гидролога Геологической службы США могут остаться без работы. Многие исследования воды включают изучение рыбы, которая живет в ручьях, и один из способов сбора рыбы для научных исследований — это пропустить электрический ток через воду, чтобы ударить рыбу («ударить их и собрать в мешок»).

Источники/использование: общественное достояние.

Хотите узнать больше о проводимости и воде ? Следуйте за мной на веб-сайт, посвященный хлоридам, солености и растворенным веществам!
Наука
Ниже приведены другие научные темы, связанные с электропроводностью и водой.
Проводят электрический ток: Какие вещества проводят электрический ток? вещества которые