绝缘体

电学静电现象及导体与绝缘体

发布时间:2022/8/29 15:08:36   
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一、静电现象

1.概念

①.静电感应

把金属导体放在外电场E中,导体内的自由电子由于受电场力作用而重新分布的现象叫作静电感应。

②.静电平衡

静电平衡发生静电感应的导体在自由电子定向移动停止时的状态称为静电平衡状态。

摩擦起电

③.静电屏蔽

a.外屏蔽:一个不接地的空腔导体可以屏蔽外电场。

b.全屏蔽:一个接地的空腔导体可以同时屏蔽内、外电场。

2.导体处于静止平衡时的特征

①.导体内部场强处处为零,没有电场线(叠加后的);

②.整个导体是个等势体,导体表面是个等势面;

电感线疏密能很好的描述电场强弱

③.导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直,表面场强不一定为零;

④.对孤立导体,静电荷分布在外表面,且表面曲率(1R)越大,电荷密度越大,电场越强。

3.静电的应用、危害及防止

①.应用:静电除尘、静电喷涂、静电复印等。

②.危害:静电吸引造成危害,火花放电引起火灾。

③.防止方法:把静电荷导走中和、防止静电荷积累。

二、导体与绝缘体

绝缘体是不易导电的物体。

1.概念

①.导体

a.定义:容易导电的物体叫导体。

b.导体容易导电的原因:导体内存在着大量可以自由移动的电荷。在金属导体内部存在着大量的自由电荷——自由电子;在酸、碱、盐的水溶液中存在着大量的自由电荷——正、负离子。

②.绝缘体

a.定义:不容易导电的物体叫作绝缘体(也叫电介质)。

b.绝缘体不容易导电的原因:在绝缘体内部能自由移动的电荷很少或几乎没有。

③.半导体

电导体是当下最重要的电子原件

定义:导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫作半导体。锗、硅、砷化镓等都是半导体。a.性能半导体的电阻比导体的电阻大得多,但又比绝缘体的电阻小得多。

b.半导体有许多特殊的电学性能,因而在电子技术和无线电技术中有广泛的应用。

c.半导体的导电性能随杂质的含量和外界条件改变而发生显著的变化。例如:有的半导体受热或受光照时,电阻大大减小,导电性能显著增强。

④.超导体

超导体

a.定义:当温度降低到绝对零度附近时,有些材料的电阻会突然减小到零,这种现象叫超导现象。处于这种状态的物质叫超导体。

b.超导现象:超导现象是年荷兰科学家昂尼斯测定水银在低温下的电阻时发现的,当温度降低到4.2K(-℃)时,水银的电阻突然消失,也就是电阻变为零。

c.主导临界温度:物质的电阻变为零时的温度叫作这种物质的超导转变温度或超导临界温度,用Tc表示。物质温度低于Tc时具有超导性,高于Tc时失去超导性。

2.导体与绝缘体的关系

实验证明,导体和绝缘体没有绝对的界限,在一定条件下,绝缘体和导体可以相互转化。例如:通常情况下,玻璃是相当好的绝缘体,当加热玻璃,使它达到炽热状态时,它就会变成导体,当其温度降到正常时,玻璃又变成了绝缘体。

3.导体与绝缘体的对比

①.导体:容易导电,因为有大量的自由电荷;常用材料有金属、人体、大地、石墨、酸、碱、盐的水溶液等;用途于输电线等。

②.绝缘体:不容易导电,因为电荷几乎都被束缚在原子的范围内;常用材料有玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、油等;用途于电器外壳等。



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