ما هي المواد الموصلة ؟ ما هي المواد العازلة؟ أنواع المواد العازلة مستويات الطاقة للموصلات والعوازل المقاومة للمواد الموصلة والعازلة ما هي المواد الموصلة؟ هي مواد تسمح للإلكترونات بالتدفق بحرية من جسيم إلى آخر، حيث سيسمح الجسم المصنوع من مادة موصلة للشحنة بأن تنتقل عبر سطح الجسم بالكامل، وإذا تم نقل الشحنة إلى الكائن في موقع معين، يتم توزيع هذه الشحنة بسرعة عبر سطح الكائن بالكامل، وتوزيع الشحنة هو نتيجة حركة الإلكترون. نظرًا لأن الموصلات تسمح بنقل الإلكترونات من جسيم إلى جسيم آخر، فإن الجسم المشحون سوف يوزع شحنته دائمًا حتى يتم تقليل قوى التنافر الكلية بين الإلكترونات الزائدة، وإذا تم لمس موصل مشحون بجسم آخر، فيمكن للموصل نقل شحنته إلى هذا الكائن، ويحدث نقل الشحنة بين الأشياء بسهولة أكبر إذا كان الجسم الثاني مصنوعًا من مادة موصلة، وتسمح الموصلات بنقل الشحنة من خلال الحركة الحرة للإلكترونات. ما هي المواد العازلة؟ يمكن تعريف العازل على أنه أي من المواد المختلفة التي تمنع أو تؤخر تدفق التيارات الكهربائية أو الحرارية، وعلى الرغم من أن العازل الكهربائي يُنظر إليه عادة على أنه مادة غير موصلة، إلا أنه في الواقع يوصف بشكل أفضل بأنه موصل ضعيف أو مادة ذات مقاومة عالية لتدفق التيار الكهربائي، وتتم مقارنة المواد العازلة والموصلات المختلفة مع بعضها البعض في هذا الصدد عن طريق ثابت مادة يعرف باسم المقاومة.
لا توجد لحظة ثنائية القطب في هذه الجزيئات. هذه الجزيئات متناظرة في الشكل. أمثلة العوازل غير القطبية هي H2 ، N2 ، O2 ، إلخ... أمثلة على المواد العازلة يمكن أن تكون المواد العازلة للكهرباء مواد صلبة وسوائل وغازات وفراغ. تستخدم العوازل الصلبة بشكل كبير في الهندسة الكهربائية. بعض الأمثلة على المواد العازلة المباعة هي الخزف والسيراميك والزجاج والورق ، إلخ... الهواء الجاف ، والنيتروجين ، وسادس فلوريد الكبريت وأكاسيد المعادن المختلفة هي أمثلة على العوازل الغازية. الماء المقطر وزيت المحولات أمثلة شائعة للعوازل السائلة. تطبيقات المواد العازلة بعض تطبيقات العوازل هي كما يلي: هذه تستخدم لتخزين الطاقة في المكثفات. لتعزيز أداء جهاز أشباه الموصلات ، يتم استخدام مواد عازلة عالية السماحية. تستخدم العوازل في شاشات الكريستال السائل. المواد العازلة والمواد الموصلة - الكهرباء. يستخدم عازل السيراميك في مذبذب مرنان عازل. الأفلام الرقيقة من تيتانات الباريوم سترونتيوم عازلة للكهرباء والتي تستخدم في أجهزة ضبط الميكروويف التي توفر قابلية ضبط عالية وتيار تسرب منخفض يستخدم الباريلين في الطلاءات الصناعية حيث يعمل كحاجز بين الركيزة والبيئة الخارجية. في الكهرباء محولات تستخدم الزيوت المعدنية كعزل سائل وتساعد في عملية التبريد.
لأنّ عازل البوليمر خفيف الوزن، يفرض حمولة أقل على الهيكل الداعم. يتطلب تنظيف أقل بسبب طبيعته الكارهة للماء للعازل. عيوب عازل البوليمر: قد تدخل الرطوبة في اللب إذا كان هناك أي فجوة غير مرغوب فيها بين مظلات الطقس واللب. قد يتسبب هذا في حدوث عطل كهربائي للعازل. المواد الموصلة والمواد العازلة. قد يؤدي التجعيد المفرط في التركيبات الطرفية إلى حدوث تشققات في اللب مما يؤدي إلى فشل ميكانيكي في عازل البوليمر. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون هناك عيوب أخرى. دعونا نعطي مثالاً عملياً حيث تواجه العديد من الصعوبات في الحفاظ على شبكة التوزيع في فيكتوريا أستراليا بسبب العوازل البوليمرية. هناك العديد من الكوكاتو والجالا والببغاوات في تلك المنطقة من أستراليا، والتي تحب مضغ عوازل الإجهاد البوليمرية. تحتوي شبكة 22 كيلوفولت على العديد من عوازل الإجهاد البوليمرية المثبتة، والآن بعد بضع سنوات من تركيب عوازل الإجهاد البوليمرية، تستبدل السلطة العديد منها مرة أخرى بعوازل قرص زجاجي. عيب آخر هو أنّ لديهم عوازل بوليمرية من النوع الذي يذوب وينثني في مناطق حرائق الأدغال. ومع أنّ لديهم عمود خرساني وذراع صليب فولاذي ينجو من حريق الأدغال، ومع ذلك تفشل البوليمرات في بعض الحالات.
ولكي يتدفق التيار الكهربائي، فإنه يحتاج إلى "حلقة" كاملة، أو ما يُطلَق عليه الدائرة المغلقة. ولذلك نجد أن مقبس الكهرباء في الحائط له شعبتان، ونجد أن للبطاريات طرفين (موجب وسالب) وليس طرفًا واحدًا. إذ نقوم بتوصيل الطرفين بدائرة وهذا يجعلها حلقة كاملة، أما إذا جرى كسر هذه الحلقة فإنها تتحول إلى دائرة مفتوحة لا يتدفق التيار الكهربائي عبرها. في هذه التجربة، ستعمل على تكوين دائرتك المغلقة البسيطة عن طريق تفكيك مصباح يدوي (بعد الاستئذان بالطبع)، ثم تجعل من هذه الدائرة وسيلةَ اختبار لتحديد أي من الأدوات المنزلية موصل للكهرباء وأيها عازل للكهرباء. المواد الموصلة والمواد العازلة للكهرباء. فإذا وصلت هذه الدائرة بموصل للكهرباء فستكون دائرة مغلقة وسيضيئ المصباح، أما إذا ما وصلت الدائرة بمادة عازلة للكهرباء، فستكون الدائرة الكهربائية مفتوحة وسيظل المصباح مطفأ. أدوات التجربة مصباح يدوي سهل التفكيك بطاريات للمصباح ثلاثة أسلاك يسهل قطعها وتقشيرها (انظر الخطوات لمزيد من المعلومات) مسطرة ذات قياسات مترية شريط كهربائي (و/أو شرائط مطاطية) مقص أو سكين (بمساعدة شخص بالغ) مجموعة من الأدوات المنزلية المعدنية وغير المعدنية لاستخدامها في اختبار الدائرة الإعداد للتجربة لتنفيذ هذه التجربة ستحتاج إلى نزع ثلاثة أسلاك معدنية من أي جهاز إلكتروني قديم.
المقاومة للمواد الموصلة والعازلة: تُظهر قيم المقاومة الكهربائية تباينًا كبيرًا للغاية في قدرة المواد المختلفة على توصيل الكهرباء، والسبب الرئيسي للتباين الكبير هو النطاق الواسع في توافر وحركة ناقلات الشحن داخل المواد، على سبيل المثال يحتوي السلك النحاسي على العديد من الناقلات المتنقلة للغاية؛ حيث تحتوي كل ذرة نحاسية على إلكترون حر واحد تقريبًا، وهو شديد الحركة بسبب كتلته الصغيرة. أما المنحل بالكهرباء مثل محلول الماء المالح، ليس موصلًا جيدًا مثل النحاس ، حيث توفر أيونات الصوديوم والكلور في المحلول حاملات الشحنة، كما تزداد الكتلة الكبيرة لكل من أيون الصوديوم والكلور بينما تتجمع الأيونات الأخرى حولها، ونتيجة لذلك يصعب تحريك أيونات الصوديوم والكلور بكثير من حركة الإلكترونات الحرة في النحاس، في حين أن الماء النقي هو أيضًا موصل، على الرغم من أنه فقير لأن جزءًا صغيرًا جدًا من جزيئات الماء ينفصل إلى أيونات. إن غازات الأكسجين و النيتروجين والأرجون التي تشكل الغلاف الجوي موصلة إلى حد ما؛ نظراً لأن بعض ناقلات الشحنة تتشكل عندما تتأين الغازات بواسطة إشعاع من العناصر المشعة على الأرض، وكذلك من الأشعة الكونية خارج الأرض (نوى ذرية عالية السرعة و الإلكترونات).
يعطي قياس الخصائص العازلة للكهرباء للمادة معلومات حول خصائصها الكهربائية أو المغناطيسية. ما هو ثابت العزل؟
إذا كانت الفولتية عالية فإن المواد قليلة الموصلية ستحمل تياراً ولو صغيراً. الهواء مادة عازلة بشكل طبيعي ، فمثلاً: إذا بلغت الفولتية 33000 فولت يستطيع التيار المرور من خلال فجوة هوائية طولها سم واحد. أما بالنسبة للماء وهو مادة موصلة ضعيفة ، فإن كمية الفولتية التي يحتاجها لتزداد موصليته ليست كبيرة نسبياً فعند فولتية مصادر الكهرباء المعتادة ( 230 فولت) يستطيع الماء حمل تيار كهربائي كبير لدرجة أنه يستطيع قتل إنسان، لذلك عليك أن تكون حذراً وتبعد الماء عن الكهرباء. هل تعلم: الجلد المبلل يوصل الكهرباء أكثر من الجلد الجاف. توصل المعادن الكهرباء بالشكل الأمثل عند درجات الحرارة المنخفضة ، وعند درجة حرارة ـ270 ْ س تفقد بعض المعادن مقاومتها كلياً.