導體和電介質是具有不同導電程度的物理物質，並且對電場的影響有不同的反應。相反的材料特性廣泛用於電氣工程的所有領域。
什麼是導體和電介質
導體 - 是具有自由電荷的物質，能夠在外部電場的影響下定向移動。這些特徵具有：
- 金屬及其熔體；
- 天然碳（硬煤、石墨);
- 電解質 - 鹽、酸和鹼的溶液；
- 電離氣體（等離子體).
材料主要性能自由電荷 - 固體導體中的電子和溶液中的離子並熔化，穿過導體的整個體積傳導電流。施加在導體上的電壓會產生傳導電流。比電阻和電導率是材料的主要指標。
介電材料的性質與導體相反 電.電介質（絕緣體) 由中性原子和分子組成。它們沒有在電場的影響下移動帶電粒子的能力。電場中的電介質在其表面積累未補償的電荷。它們形成指向絕緣體內部的電場，發生電介質極化。
由於極化，電介質表面上的電荷往往會降低電場。電絕緣材料的這種性質稱為電介質的介電常數。
材料的特性和物理性能
導體的參數決定了它們的應用領域。主要物理特性：
- 比電阻 - 表徵物質阻止電流通過的能力；
- 電阻溫度係數 - 表徵指數隨溫度變化的值；
- 熱導率——單位時間內通過一層材料的熱量；
- 接觸電位差 - 當兩種不同的金屬接觸時發生，用於 熱電偶 用於測量溫度；
- 抗拉強度和伸長率 - 取決於金屬的類型。
當冷卻到臨界溫度時，導體的電阻率趨於零。這種現象稱為超導。
表徵導體的特性是：
- 電阻 - 電阻和電導率；
- 化學 - 與環境的相互作用、耐腐蝕性、通過焊接或錫焊連接的能力；
- 物理 - 密度，熔點。
電介質的特性是抵抗電流的影響。電絕緣材料的物理性能：
- 介電常數——絕緣體在電場中極化的能力；
- 比體積電阻；
- 電氣強度；
- 介電損耗角的正切。
絕緣材料的特點是以下參數：
- 電氣——擊穿電壓值、電氣強度；
- 物理 - 熱阻；
- 化學 - 在腐蝕性試劑中的溶解性，防潮性。
介電材料的種類和分類
絕緣子根據幾個標準分為幾組。
按物質總狀態分類：
- 固體——玻璃、陶瓷、石棉；
- 液體——植物油和合成油、石蠟、液化氣、合成電介質（矽和有機氟化合物、冷卻劑、氟利昂）；
- 氣態 - 空氣、氮氣和氫氣。
電介質可以是天然的或人造的、有機的或合成的。
有機天然絕緣材料包括植物油、纖維素、橡膠。它們的特點是耐熱性和耐濕性低，老化快。合成有機材料 - 各種類型的塑料。
天然來源的無機電介質包括：雲母、石棉、白雲母、金雲母。這些物質耐化學腐蝕並能承受高溫。人造無機介電材料有玻璃、瓷器和陶瓷。
為什麼電介質不導電
低電導率是由於介電分子的結構。物質的粒子緊密地結合在一起，無法離開原子的邊界並在材料的整個體積中移動。在電場的影響下，原子粒子能夠輕微鬆動——極化。
根據極化機理，介電材料分為：
- 非極性 - 具有電子極化的不同聚合狀態的物質（惰性氣體、氫氣、聚苯乙烯、苯）；
- 極性 - 具有偶極弛豫和電子極化（各種樹脂、纖維素、水）；
- 離子 - 無機來源的固體電介質（玻璃、陶瓷）。
物質的介電特性不是恆定的。在高溫或高濕的影響下，電子脫離原子核，獲得自由電荷的性質。在這種情況下，電介質的絕緣性能降低。
可靠的電介質是具有不超過臨界值且不干擾系統運行的低洩漏電流的材料。
使用電介質和導體的地方
材料用於所有使用電流的人類活動領域：工業、農業、儀器製造、電網和家用電器。
導體的選擇取決於其技術特性。由銀、金和鉑製成的產品的電阻率最低。由於成本高，它們的使用僅限於太空和軍事目的。銅和鋁不是很好的導體，但它們的相對便宜導致它們被廣泛用作 電線電纜產品.
沒有雜質的純金屬更好地傳導電流，但在某些情況下，有必要使用具有高電阻率的導體 - 用於生產變阻器、電爐、電加熱裝置。為此目的使用鎳、銅、錳（錳、康銅）的合金。鎢和鉬的電導率比銅低 3 倍，但它們的特性廣泛用於生產電燈和無線電設備。
固體電介質 - 確保電流傳導元件安全和平穩運行的材料。它們用作電絕緣材料，防止電流洩漏，使導體彼此絕緣，與設備主體絕緣，與地面絕緣。這種產品的一個例子是絕緣手套，我們的 文章.
液體電介質用於 電容器, 電力電纜該材料用作汽輪發電機循環冷卻系統和高壓油斷路器的填充和浸漬劑。該材料用作填充和浸漬。
氣體絕緣材料。空氣是一種天然絕緣體，也提供散熱。氮氣用於不能接受氧化過程的地方。氫氣用於具有高熱容量的強大發電機。
導體與電介質協同運行，確保設備和供電網絡安全穩定運行。為任務選擇特定元素取決於物質的物理特性和技術參數。
相關文章：
