ฟิสิกส์สำหรับเด็ก

ตัวนำไฟฟ้าและฉนวน

ตัวนำไฟฟ้า

ตัวนำไฟฟ้าช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ง่ายเนื่องจากประกอบด้วยอะตอม ในตัวนำ อิเล็กตรอนวงนอกของอะตอมถูกผูกมัดอย่างหลวมๆ และสามารถเคลื่อนที่ผ่านวัสดุได้อย่างอิสระเมื่อมีการใช้ประจุไฟฟ้า

วัสดุที่นำไฟฟ้าได้

โดยทั่วไป ตัวนำไฟฟ้าที่ดีที่สุดคือโลหะ โลหะมักจะมีอิเล็กตรอนในชั้นนอกของอะตอมที่ใช้ร่วมกันอย่างอิสระ องค์ประกอบที่นำไฟฟ้าได้มากที่สุดคือเงิน น่าเสียดายที่เงินหายากและมีราคาแพงเกินไปที่จะใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ วันนี้ตัวนำไฟฟ้าที่ใช้กันมากที่สุดคือทองแดง ทองแดงถูกใช้ในสายไฟและวงจรไฟฟ้าทั่วโลก

ตัวนำไฟฟ้าและความต้านทาน

อีกวิธีหนึ่งในการคิดค่าการนำไฟฟ้าคือตรงกันข้ามกับความต้านทาน ความต้านทานของวัสดุคือการวัดว่าวัสดุนั้นต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าได้ดีเพียงใด บางครั้งสื่อนำไฟฟ้าจะแสดงด้วยตัวอักษร "G" โดยที่ G ตรงกันข้ามกับความต้านทาน, R.

G = 1/R

การใช้กฎของโอห์ม เรารู้ว่าความต้านทานเท่ากับแรงดันหารด้วยกระแสหรือ R = V/I ดังนั้น

G = I/V

ตัวนำยิ่งยวด

ตัวนำยิ่งยวดเป็นวัสดุที่เป็นตัวนำที่สมบูรณ์แบบ มีความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ ตัวนำยิ่งยวดทั้งหมดที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบจนถึงปัจจุบันต้องการอุณหภูมิที่เย็นจัดถึงลบ 234 องศาเซลเซียส จึงจะกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดได้

ฉนวนไฟฟ้า

สิ่งที่ตรงกันข้ามกับตัวนำคือฉนวน ฉนวนต่อต้านการไหลของไฟฟ้า ฉนวนเป็นสิ่งสำคัญที่จะทำให้เราปลอดภัยจากไฟฟ้า สายไฟที่นำไฟฟ้าไปยังคอมพิวเตอร์หรือโทรทัศน์ของคุณถูกหุ้มด้วยฉนวนคล้ายยางที่ช่วยป้องกันคุณจากการถูกไฟฟ้าดูด ฉนวนที่ดี ได้แก่ แก้ว อากาศ และกระดาษ

สารกึ่งตัวนำ

วัสดุบางชนิดอยู่ระหว่างตัวนำและฉนวน วัสดุเหล่านี้เรียกว่าสารกึ่งตัวนำ สารกึ่งตัวนำมีความสำคัญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น คอมพิวเตอร์และโทรศัพท์มือถือ เนื่องจากสามารถควบคุมการนำไฟฟ้าได้ ทำให้กระแสไหลไปในทิศทางเดียวหรือเฉพาะในบางสถานการณ์เท่านั้น สารกึ่งตัวนำที่ใช้บ่อยที่สุดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันคือซิลิคอน

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับตัวนำไฟฟ้าและฉนวน

• ตัวนำไฟฟ้าที่ดีส่วนใหญ่ก็เช่นกันนำความร้อนได้ดี
• อุณหภูมิมีบทบาทสำคัญในการนำความร้อนของวัสดุ โดยทั่วไป อุณหภูมิยิ่งสูง ค่าการนำไฟฟ้ายิ่งต่ำตามความต้านทานที่เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ
• อะลูมิเนียมมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่าทองแดง แต่บางครั้งใช้ในการเดินสายไฟโดยมีต้นทุนต่ำกว่า
• บริษัทอิเล็กทรอนิกส์หลายแห่ง มีสำนักงานใหญ่ตั้งอยู่ที่ "Silicon Valley" รัฐแคลิฟอร์เนีย ซึ่งมีชื่อเล่นตามสารกึ่งตัวนำซิลิคอน

ทำแบบทดสอบ 10 ข้อเกี่ยวกับหน้านี้

วิชาไฟฟ้าเพิ่มเติม

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไฟฟ้า

วงจรไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้า

กฎของโอห์ม

ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำ

ตัวต้านทานแบบอนุกรมและขนาน

ตัวนำและฉนวน

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล

ไฟฟ้าอื่นๆ

ไฟฟ้า พื้นฐาน

การสื่อสารทางอิเล็กทรอนิกส์

การใช้ไฟฟ้า

ไฟฟ้าในธรรมชาติ

ไฟฟ้าสถิตย์

แม่เหล็ก

มอเตอร์ไฟฟ้า

อภิธานศัพท์ไฟฟ้า

วิทยาศาสตร์ >&g เสื้อ; ฟิสิกส์สำหรับเด็ก