導電性

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引言

你有沒有在雨天雷雨前見過閃電？你的長輩有沒有告訴你不要用溼手觸控電子裝置？你一定在家裡見過電視、冰箱、空調和攪拌機等電子電器。它們會自動工作嗎？或者它們需要能量才能工作？是的。這種能量被稱為電能。上面閃電的例子也是電能。當我們用溼手觸控電子裝置時，可能會因電流供應而觸電。這就是為什麼我們不應該用溼手觸控電子裝置的原因。這些都是電能的例子。簡單來說，電能是指電子在導體中從一點移動到另一點的過程。

導體和絕緣體

導體

這些是允許電流透過的材料。

例如：金屬，鹽水。

在導體中，原子緊密地結合在一起。原子由質子、中子和電子組成。質子和中子位於原子的中心。原子的中心稱為原子核。電子繞原子核旋轉。最外層殼中的電子鬆散地結合在原子中。它們攜帶電流，並可以自由地從一個原子移動到另一個原子。因此，金屬是良好的導體。

絕緣體

這些是阻止電流透過的材料。

例如：橡膠，塑膠，玻璃。

在絕緣體中，原子中的電子也緊密地結合在一起。但是，在通電的情況下，它們不能自由移動。因此，絕緣體不能導電。它們也被稱為不良導體。

電路

它主要由以下元件組成

電池：它們主要提供電力。通常被稱為電池單元。它存在於鐘錶、電晶體等中。電池有兩個端子。一側有一個金屬帽，另一側有一個金屬盤。金屬帽具有正極，金屬盤具有負極。由於其中儲存的化學物質，電池會產生電能。

燈泡：在電路中，燈泡的亮光顯示了電力供應的存在。如果有電力供應，燈泡就會亮。如果沒有電力供應，燈泡就不會亮。

開關：用於控制電燈和其他裝置的通斷。

圖片即將推出

讓我們瞭解一些用於學習電學的術語。

電流 (I)

電流是由電子以一定的速率流過導體而形成的。用'I'表示。電流以安培表示。

$$\mathrm{1\:安培=\frac{1\:庫侖}{1\:秒}}$$

電荷 (C)

電荷是亞原子粒子（如質子和電子）的一種屬性。在電場中，它會受到力的作用。以庫侖表示。

電勢差 (P.D)

它是電路中兩點之間的電勢差。用'V'表示。以伏特表示。

$$\mathrm{電勢差 \:(V)=\frac{所做的功\:(W)}{電荷\:(C)}}$$

電動勢 (E.M.F)

它是使電子沿特定方向移動的力。以伏特表示。

電阻 (R)

它是導體中電子流動的阻力。以歐姆表示。玻璃和橡膠等絕緣體顯示出更高的電阻。銀、銅等金屬顯示出較低的電阻。

歐姆定律

它指出，當導體的溫度和物理條件保持不變時，導體中的電流與電勢差成正比。

$$\mathrm{電阻\:(R)=\frac{電勢差(V)}{電流\:(I)}}$$

對電流的影響

電流的熱效應

在這種效應中，當電流流過導體時，導體會產生熱量。

電流熱效應的公式為：${H=I^2RT}$

其中 H = 熱量

I = 電流大小

R = 導體的電阻

T = 電流流動的時長

電流的熱效應主要應用於電子裝置，包括電熱水壺、電加熱器、電熨斗、烤箱和烤麵包機。

電流的磁效應

你有沒有把指南針放在載有強電流的導線附近？如果有，你一定觀察到指南針的指標會偏轉。這是由於電流產生的磁效應。

電流的化學效應

透過離子溶液通電，離子溶液會被分解成離子。在溶液中觀察到化學效應。包括氣泡釋放和溶液顏色變化。

電流的型別

• 直流電：電子從高密度區域流向低密度區域的過程稱為直流電。它應用於家用電子裝置。電流方向保持不變。

• 交流電：它不斷改變方向，因此被稱為交流電。

關於導電性的事實

• 電的發現在公元前600年。

• 它以光速傳播，即$\mathrm{3\times 10^{8}m/s}$

• 即使關閉開關，插入開關的電子裝置也會耗電。因此，不使用裝置時，應拔掉插頭。

• 工業上使用銅作為電線。

結論

電能是電子在導體中從一點移動到另一點的過程。導體可以導電，而絕緣體不能導電。熱、磁和化學物質會影響電流。

常見問題

Q1. 哪些金屬不導電？

A1. 鉍和鎢的電阻率比其他任何金屬都高。因此，它們不導電。

Q2. 命名一種有助於維持導體兩端電勢差的裝置。

A2. 像電池這樣的裝置可以維持導體兩端的電勢差。

Q3. 透過6伏特電池的每個庫侖電荷獲得多少能量？

A3. 兩點之間的電勢差由以下公式給出：

V= W/Q，其中：

W是從一點到另一點移動電荷所做的功

Q是電荷 從上式，我們可以計算出每個庫侖電荷獲得的能量如下：W= V x Q

將數值代入方程，我們得到

${W = 6V\times 1C=6\:J}$

因此，透過6伏特電池的每個庫侖電荷獲得6焦耳的能量。

Q4. 為什麼電烤麵包機和電熨斗的線圈是用合金而不是純金屬製成的？

A4. 由於合金具有高電阻率，因此其熔點高於純金屬。合金不易在高溫下熔化。因此，電烤麵包機和電熨斗的線圈是用合金製成的。

Q5. 導體的電阻取決於哪些因素？

A5.

• 導體的長度

• 導體的溫度

• 導體材料的性質

• 導體的橫截面積