导体和电介质是具有不同程度的导电性并对电场作用作出不同反应的物理物质。材料的相反特性广泛用于电气工程的所有领域。
什么是导体和电介质
导体 - 具有自由电荷的物质，能够在外部电场的影响下定向移动。这些特点是：
- 金属及其熔体；
- 天然碳（煤、石墨);
- 电解质 - 盐、酸和碱的溶液；
- 电离气体（等离子体).
材料的主要性能：自由电荷 - 固体导体中的电子和溶液和熔体中的离子，在导体的整个体积中移动，传导电流。在施加到导体的电压的影响下，会产生传导电流。电阻率和电导率是材料的主要指标。
介电材料的性质与导体相反 电.电介质（绝缘体) - 由中性原子和分子组成。它们没有在电场的影响下移动带电粒子的能力。电场中的电介质在表面上积累未补偿的电荷。它们形成指向绝缘体内部的电场，电介质被极化。
作为极化的结果，电介质表面上的电荷倾向于降低电场。电绝缘材料的这种性质称为电介质的介电常数。
材料的特性和物理性能
导体的参数决定了它们的应用范围。主要物理特性：
- 电阻率——表征物质阻止电流通过的能力；
- 电阻温度系数 - 表征指标随温度变化的值；
- 热导率——单位时间内通过一层材料的热量；
- 接触电位差 - 当两种不同的金属接触时发生，用于 热电偶 用于温度测量；
- 拉伸强度和拉伸伸长率 - 取决于金属的类型。
当冷却到临界温度时，导体的电阻率趋于零。这种现象称为超导。
表征导体的特性：
- 电阻和电导率；
- 化学 - 与环境的相互作用，防腐蚀，通过焊接或锡焊连接的能力；
- 物理 - 密度，熔点。
电介质的一个特点是抵抗电流的影响。电绝缘材料的物理性能：
- 介电常数——绝缘体在电场中极化的能力；
- 比容电阻；
- 电气强度；
- 介电损耗角正切。
绝缘材料的特点是以下参数：
- 电气 - 击穿电压的大小，电气强度；
- 物理 - 耐热性；
- 化学 - 在腐蚀性试剂中的溶解性，防潮性。
介电材料的种类和分类
绝缘子根据几个标准分为几组。
按物质的聚集状态分类：
- 固体——玻璃、陶瓷、石棉；
- 液体——植物油和合成油、石蜡、液化气、合成电介质（硅和有机氟化合物氟利昂、氟利昂）；
- 气态——空气、氮气、氢气。
电介质可以是天然的或人造的、有机的或合成的。
有机天然绝缘材料包括植物油、纤维素和橡胶。它们的特点是耐热性和耐湿性低，老化快。合成有机材料是各种类型的塑料。
天然来源的无机电介质包括：云母、石棉、白云母、金云母。物质耐化学侵蚀，耐高温。人造无机介电材料——玻璃、瓷器、陶瓷。
为什么电介质不导电？
低电导率是由于介电分子的结构。物质的粒子彼此密切相关，它们不能离开原子并在整个材料体积中移动。在电场的影响下，原子的粒子能够稍微松散——极化。
根据极化机理，介电材料分为：
- 非极性 - 具有电子极化的各种聚集状态的物质（惰性气体、氢气、聚苯乙烯、苯）；
- 极性 - 具有偶极弛豫和电子极化（各种树脂、纤维素、水）；
- 离子 - 无机来源的固体电介质（玻璃、陶瓷）。
物质的介电特性不是恒定的。在高温或高湿的影响下，电子脱离原子核，获得自由电荷的性质。在这种情况下，电介质的绝缘质量会降低。
可靠的电介质是具有不超过临界值且不会破坏系统运行的低泄漏电流的材料。
电介质和导体在哪里使用？
这些材料用于人类活动的所有使用电流的领域：工业、农业、仪器制造、电网和家用电器。
导体的选择取决于其技术特性。由银、金、铂制成的产品电阻率最低。由于成本高，它们的使用仅限于太空和军事目的。铜和铝的导电性稍差一些，但它们的相对便宜导致它们被广泛用作 电线电缆产品.
不含杂质的纯金属更好地传导电流，但在某些情况下需要使用具有高电阻率的导体 - 用于生产变阻器、电炉和电加热器。为此，使用镍、铜、锰（锰、康铜）的合金。钨和钼的电导率比铜低 3 倍，但它们的特性广泛用于电灯和无线电设备的生产。
固体电介质是确保导电元件安全和不间断运行的材料。它们用作电绝缘材料，防止电流泄漏，将导体彼此隔离，与设备外壳隔离，与大地隔离。这种产品的一个例子是介电手套，在我们的 文章.
液体电介质用于 电容器, 电力电缆、汽轮发电机循环冷却系统和高压油断路器。材料用作填充和浸渍。
气体绝缘材料。空气是一种天然绝缘体，也提供散热。氮气用于不能接受氧化过程的地方。氢气用于具有高热容量的强大发电机。
导体和电介质的协同工作，保证了设备和供电网络的安全稳定运行。为手头的任务选择特定元素取决于物质的物理特性和技术参数。
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