您将在模块1.1中学到什么

学习本节后，您应该能够：

?认识常见的电导体及其用途。

?认识常见的电气绝缘体及其用途。

在电气和电子电路和组件中，导体是允许电流流过它们的材料，因为它们的原子结构使最外层（自由）电子很容易从一个原子移动到另一个原子，并且由于电子带有负电荷，它们很容易被施加的负电荷排斥并被正电荷吸引。因此，在导体的两端之间施加电压会导致“电子漂移”从负向正，从而产生电流。适合用作导体的材料包括：

大多数金属

一些气体

酸、碱和盐在水中的溶液

铜、铝等金属和一些合金（两种或多种金属的混合物），例如黄铜、磷青铜和锰铜，广泛用于电气和电子电路中。开关或电源13A插头中的电连接器使用良好的导体（例如黄铜）作为其主触点。磷青铜是一种铜和锡与一些磷的合金，具有弹性，可用于诸如电源插头中的保险丝座之类的触点，以及用于在某些电气设备中用于在固定和旋转部件之间传输电流的“刷子”马达。

最好的金属导体是纯银；但是它有两个缺点。当暴露在空气中时，它的表面很容易失去光泽，这会产生一个降低其导电性的高电阻表面。虽然这不会在高压导体中造成大问题，但它可以显着降低低压应用中的传导，例如开关或插头/插座触点。与铜（第二好的金属导体）等其他金属相比，银也很昂贵。尽管铜是最常用的电导体金属，但它也会失去光泽，因此铜导体通常镀有不易失去光泽的金属，例如镍。然而，为了在低压应用中实现最佳接触传导，使用镀金，因为虽然金的导电性比纯铜稍差，但金不会失去光泽。

镀金通常用于减少用于高频电流应用的导体中的“趋肤效应”。趋肤效应是高频电流主要靠近导体表面流动的趋势。因此，使用镀金提供的电流路径的电阻仅比电缆主体中的铜稍差，但比电缆或连接器的失去光泽的外层要好得多。因此，在移动电话甚至音频设备等设备中经常看到镀金插座和连接器。

Manganin是另一种铜基合金，但具有更高的电阻，用于制造用于大功率应用的绕线电阻器和加热器元件。

铝通常用作导体。虽然导体不如铜好，但它更轻且适用于诸如穿过景观的大型配电电缆串在电塔上的应用。铜电缆对于这项工作来说太重了。铝还具有一些特性，可用于制造晶体管和二极管。

银是比铜更好的导体，但由于它更昂贵，所以它的使用量非常小。

用于电气目的的金属的电导率可以与国际公认的标准值进行比较，如图1.1.1所示。退火铜，即以受控速率加热和冷却的铜，以软化金属并消除存在的任何应力。因此，可以将其他常用金属与此标准进行比较，其中%的额定值表示与铜相同的导电性，超过%表示更好的导体，低于%表示较差的导体。请注意，该表仅比较了金属的标准样品，并未考虑因失去光泽或电流频率不同等造成的影响。

一些气体可以通过电流，例如氖气，当小电流在高压下通过时会产生典型的橙色辉光。霓虹灯有很多用途，可以使用交流电或直流电。

在霓虹灯和荧光灯中，可以通过在低压下添加氩气、汞或氦气等气体来产生橙色以外的颜色。光是通过在管子两端的两个电极之间施加高压来产生的，这会导致气体分子电离并发射光子，直接通过透明玻璃管发光，或者通过激发壁上的磷光体涂层间接发光管的颜色范围更广。

阻止电流流动的材料称为绝缘体。这些大多是固体材料，其中每个原子的外层电子与原子核紧密结合，防止任何电子在施加电压的“正常范围”内移动。电子电路中常用的材料包括：

塑料（例如聚苯乙烯、PVC电木和聚乙烯）

玻璃（包括玻璃纤维）

陶瓷

树脂（例如环氧树脂）

纸（通常用蜡、树脂等浸渍）

橡胶（天然或合成）

空气

“绝缘体”和“导体”这两个术语都是相对的。也就是说，它们各自具有彼此的某些特性以及它们自己的特性。例如，绝缘体可以通过非常小的电流，但不足以被称为导体。绝缘体可以在低电压下很好地工作，例如电池供电设备中的那些，但如果连接到更高的电压，则会完全失效并通过大电流。

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