موصل كهربائي مقابل عازل
العزل الكهربائي والتوصيل الكهربائي من أهم خصائص المادة. في مجالات مثل الهندسة الكهربائية والهندسة الإلكترونية ونظرية المجال الكهرومغناطيسي والفيزياء البيئية ، فإن خصائص العزل وخصائص التوصيل للمادة لها أهمية كبيرة. نظرًا لأن اقتصاداتنا تُدار بالكهرباء ، فمن الضروري أن يكون لديك فهم جيد لمثل هذه الأمور. يمكن وصف بعض الظواهر اليومية لدينا باستخدام التوصيل وعزل المادة. في هذا المقال ، سنناقش ماهية التوصيل الكهربائي والعزل الكهربائي ، وما هي النظريات الكامنة وراء التوصيل الكهربائي والعزل الكهربائي ، وأوجه التشابه بينهما ، وما هي المواد التي تظهر خصائص كل منها ، والظواهر اليومية التي تنطوي على التوصيل والعزل ، وأخيرًا الاختلافات بينهما.
الموصلات الكهربائية
يتم تعريف الموصلات الكهربائية على أنها مواد ذات شحنات مجانية يمكن أن تتحرك. في هذا السياق ، نظرًا لأن كل مادة تحتوي على إلكترون واحد على الأقل بسبب التقليب الحراري ، فإن كل مادة هي موصل. هذا صحيح من الناحية النظرية. ومع ذلك ، في الممارسة العملية ، فإن الموصلات عبارة عن مواد تسمح بمرور كمية معينة من التيار خلالها. المعادن لها بنية رابطة معدنية ، وهي عبارة عن أيون موجب يبتلع في بحر من الإلكترونات. يتبرع المعدن بجميع إلكترونات غلافه الخارجي إلى تجمع الإلكترونات. لذلك ، تحتوي المعادن على كمية كبيرة من الإلكترونات الحرة ، لذا فهي موصِّلات جيدة جدًا. طريقة أخرى للتوصيل هي تدفق الحفرة. عندما تطلق ذرة في بنية شبكية إلكترونًا ، تصبح الذرة موجبة. تُعرف هذه القشرة الإلكترونية الفارغة بالفتحة. يمكن أن يمتص هذا الثقب إلكترونًا من الذرة المجاورة مما يتسبب في حدوث ثقب في الذرة المجاورة. عندما يستمر هذا التحول يصبح هذا تيارًا. تعمل الأيونات في المحاليل الأيونية أيضًا كحاملات حالية.تتكون جميع خطوط الطاقة الكهربائية لدينا من معادن موصلة. المعادن ومحاليل الملح هي مثال جيد للموصلات. إذا كان توصيل الموصل منخفضًا ، فهذا يعني أن الوسيط يقاوم التدفق الحالي. يُعرف هذا بمقاومة الموصل. مقاومة الوسط تسبب فقدان الطاقة على شكل حرارة.
عوازل كهربائية
العوازل الكهربائية هي مواد ليس لها أي رسوم مجانية. لكن في الممارسة العملية ، تحتوي كل مادة على بعض الإلكترونات الحرة بسبب التحريض الحراري. لن يسمح العازل المثالي بمرور التيار حتى لو كان فرق الجهد عبر المحطات لانهائيًا. ومع ذلك ، فإن العازل العادي يسمح بمرور التيار بعد بضع مئات من الفولتات. عندما يتم تطبيق جهد عالي عبر مادة عازلة ، فإن الذرات الموجودة داخل المادة ستستقطب. إذا كان الجهد كافيًا ، فسيتم فصل الإلكترونات عن الذرات لتكوين إلكترونات حرة. يُعرف هذا بجهد الانهيار لهذه المادة.بعد الانهيار ، سيكون هناك تدفق للتيار بسبب الجهد العالي. الماء المقطر والميكا ومعظم المواد البلاستيكية أمثلة على العوازل.
|
ما الفرق بين الموصلات الكهربائية والعوازل؟ • الموصلات الكهربائية لها مقاومة صفرية أو مقاومة قليلة جدًا ، بينما تتمتع العوازل الكهربائية بمقاومة عالية جدًا أو غير محدودة. • الموصلات لها رسوم مجانية ، بينما العوازل ليس لديها رسوم مجانية. • الموصلات تسمح بمرور التيار ، بينما العوازل لا تمر. |
مواضيع ذات صلة:
الفرق بين العازل الحراري والموصل
