Электрические проводники обладают подвижными электрически заряженными частицами, которые в металлах называются «электронами». Когда электрический заряд прикладывается к металлу в определенных точках, электроны перемещаются и пропускают электричество. Материалы с высокой подвижностью электронов являются хорошими проводниками, а материалы с низкой подвижностью электронов не являются хорошими проводниками, вместо этого их называют «изоляторами».
TL; DR (слишком долго; не читал)
Медь, серебро, алюминий, золото, сталь и латунь являются общими проводниками электричества. Хотя серебро и золото эффективны, они слишком дороги для общего пользования. Индивидуальные свойства делают каждый идеал для определенных целей.
Медь и серебро являются наиболее распространенными
Серебро — лучший проводник электричества, потому что оно содержит большее количество подвижных атомов (свободных электронов). Чтобы материал был хорошим проводником, электричество, проходящее через него, должно быть способно перемещать электроны; чем больше свободных электронов в металле, тем больше его проводимость.
НОВЫЙ ВОЕННЫЙ ФИЛЬМ! «СМЕРШ» ПРОДОЛЖЕНИЕ — ВЗРЫВНАЯ ВОЛНА 22
Однако серебро дороже, чем другие материалы, и обычно его не используют, если только оно не требуется для специального оборудования, такого как спутники или печатные платы. Медь является менее проводящей, чем серебро, но дешевле и обычно используется в качестве эффективного проводника в бытовых приборах. Большинство проводов покрыты медью, а сердечники электромагнитов обычно обмотаны медным проводом. Медь также легко паять и обматывать проводами, поэтому ее часто используют, когда требуется большое количество проводящего материала.
Алюминий работает хорошо, но есть риски
Алюминий по сравнению с удельным весом фактически более проводящий, чем медь, и стоит дешевле. Алюминиевый материал используется в бытовых изделиях или в электропроводке, но это не распространенный выбор, поскольку он имеет несколько конструктивных недостатков. Например, алюминий имеет тенденцию образовывать электрически стойкую оксидную поверхность в электрических соединениях, что может привести к перегреву соединения. Вместо этого алюминий используется для высоковольтных линий электропередачи (таких как воздушные телефонные кабели), которые могут быть заключены в стальной корпус для дополнительной защиты.
Золото эффективно, но дорого
Золото является хорошим электрическим проводником и не тускнеет, как и другие металлы, при воздействии воздуха — например, сталь или медь могут окисляться (корродировать) при длительном воздействии кислорода. Золото особенно дорого и используется только для определенных материалов, таких как компоненты печатной платы или небольшие электрические разъемы. Некоторые материалы могут получать позолоту в качестве электрического проводника или использовать небольшое количество золота, которое затем наносится на другой материал для снижения производственных затрат.
ОДИН ФАКТ О ЗОЛОТЕ! КОТОРЫЙ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ КАЖДЫЙ ПОКА ОН ЖИВ! И ГДЕ ЕГО ИСКАТЬ НА СЕГОДНЯШНИЙ ДЕНЬ
Стальные и латунные сплавы имеют специальное применение
Сталь представляет собой сплав железа, который также является проводником, и является негибким металлом, который очень коррозийен при воздействии воздуха. Его трудно отливать, и он не используется в небольших продуктах или машинах; вместо этого сталь используется для оболочки других проводников или для большой структуры. Латунь, которая также является сплавом, является растяжимым металлом, который позволяет легко сгибать и формовать различные детали для небольших машин. Он менее агрессивен, чем сталь, немного более проводящий, дешевле в покупке и сохраняет ценность после использования, тогда как стальной сплав ценен только при первой покупке.
Какова функция лакмусовой бумаги?
Лакмусовая бумага — это инструмент, используемый для проверки того, является ли вещество кислотой или основанием. Когда вещество растворяется в воде, полученный раствор вызывает изменение цвета лакмус.
Читать далее
Функция макромолекул
Как следует из этого термина, макромолекулы — это особенно крупные молекулы, которые содержат много атомов. Макромолекулы иногда состоят из длинных цепочек повторяющихся звеньев атомов и известны как .
Читать далее
Какова функция промотора в транскрипции ДНК?
Если вы когда-либо проходили курс биологии, вы, вероятно, знаете о ДНК. Эти молекулы содержат информацию, необходимую для создания каждой части любого биологического организма, от одноклеточной амебы .
Источник: ru.mosg-portal.com
Какие металлы являются хорошими проводниками электричества?
Электрические проводники — это материалы с электрически заряженными движущимися частицами, которые в металлах называются «электронами». Когда электрический заряд прикладывается к металлу в определенных точках, электроны будут двигаться и пропускать электричество. Материалы с высокой подвижностью электронов являются хорошими проводниками, а материалы с низкой подвижностью электронов не являются хорошими проводниками, но их называют «изоляторами».
Медь и серебро
Серебро — лучший проводник электричества, так как оно содержит большее количество подвижных атомов (свободных электронов). Чтобы материал был хорошим проводником, электричество, проходящее через него, должно быть способно перемещать электроны. Чем больше свободных электронов в металле, тем больше его проводимость.
Однако серебро дороже других материалов и обычно не используется, если не требуется специального оборудования, такого как сателлиты или печатные платы. Медь является менее проводящей, чем серебро, но она дешевле и используется в качестве эффективного проводника в бытовых приборах. Большинство кабелей покрыты медью, а сердечники электромагнитов обычно обмотаны медным проводом. Медь также легко сваривать и заворачивать в кабели, поэтому ее обычно используют, когда требуется большое количество проводящего материала.
Aluminio
Алюминий, по весу на единицу, на самом деле более проводящий, чем медь, а стоимость ниже. Алюминиевый материал используется в бытовых изделиях или в электропроводке, но это не распространенный выбор, поскольку он имеет несколько структурных дефектов. Например, алюминий имеет тенденцию образовывать электрически стойкую оксидную поверхность на электрических соединениях, что может привести к перегреву соединения. Алюминий используется вместо высоковольтных линий электропередачи (таких как стационарные телефонные кабели), которые могут быть заключены в стальной корпус для дополнительной защиты.
Oro
Золото является хорошим электрическим проводником и не тускнеет, как и другие металлы, при воздействии воздуха (например, сталь или медь могут окисляться (подвергаться коррозии) при длительном воздействии кислорода). Золото особенно дорого и используется только для определенных материалов, таких как компоненты печатной платы или небольшие электрические разъемы. Некоторые материалы могут получать золотое покрытие в качестве электрического проводника или использовать небольшое количество золота, которое затем покрывается другим материалом для снижения производственных затрат.
Сталь и латунь
Сталь представляет собой железный сплав, который также является проводником, и является жестким металлом, который обладает высокой коррозионной активностью при воздействии воздуха. Его трудно расплавить, и он не используется в небольших продуктах или машинах, напротив, сталь используется для покрытия других проводников или крупных конструкций. Латунь, которая также является сплавом, является растяжимым металлом, который позволяет легко сгибать и формовать различные детали для небольших машин. Он менее агрессивен, чем сталь, немного более проводящий, дешевле купить и сохраняет ценность после использования, тогда как стальной сплав ценен только при первой покупке.
Как перевести галлоны в метрические тонны
Тонна, или метрическая тонна, представляет собой единицу массы, равную 1000 кг или 2204 фунта. Эта единица является приблизительной массой кубического метра воды при четырех градусах Цельсия. Зачасту.
Узнать
Как получить Редкие Неограниченные Конфеты в «Ruby Pokemon», используя GameShark
Редкий объект Caramelo был частью серии видеоигр «Покемон» начиная с версий «Blue» и «Red». Редкие Конфеты позволяют повысить уровень ваших покемонов без необходимости н.
Узнать
Пять основных элементов музыки
Когда мы слушаем музыку, есть пять различных элементов, которые публика должна слушать, чтобы ценить и наслаждаться музыкальной работой, которую играют. Эти элементы являются основой музыкальной комп.
Источник: ru1.aclevante.com
Магнетизм превращает металлы в изоляторы в новом эксперименте
Как и все металлы, серебро, медь и золото являются проводниками. Электроны текут по ним, неся тепло и электричество. Хотя золото является хорошим проводником при любых условиях, некоторые материалы обладают свойством вести себя как металлические проводники только при достаточно высоких температурах; при низких температурах они действуют как изоляторы и плохо переносят электричество. Другими словами, эти необычные материалы превращаются из кусочка золота в кусок дерева при понижении температуры. Физики разработали теории, объясняющие этот так называемый переход металл-изолятор, но механизмы, лежащие в основе переходов, не всегда ясны.
«В некоторых случаях нелегко предсказать, является ли материал металлом или изолятором», — объясняет сотрудник Калифорнийского технологического института Еджун Фэн из аспирантуры Окинавского института науки и технологий. «Металлы всегда являются хорошими проводниками, несмотря ни на что, но некоторые другие так называемые кажущиеся металлы являются изоляторами по причинам, которые не совсем понятны». Фэн ломал голову над этим вопросом не менее пяти лет; другие члены его команды, такие как сотрудник Дэвид Мандрус из Университета Теннесси, думали над этой проблемой более двух десятилетий.
Новое исследование Фэна и его коллег, опубликованное в Nature Communications , предлагает наиболее четкое экспериментальное доказательство теории перехода металл-изолятор, предложенной 70 лет назад физиком Джоном Слейтером. Согласно этой теории, магнетизм, который возникает, когда так называемые «спины» электронов в материале организованы упорядоченным образом, может единственно управлять переходом металл-изолятор; в других предыдущих экспериментах, изменения в структуре решетки материала или взаимодействия электронов на основе их зарядов считались ответственными.
«Это проблема, которая восходит к теории, представленной в 1951 году, но до сих пор было очень трудно найти экспериментальную систему, которая действительно демонстрирует спиновые взаимодействия как движущую силу из-за смешивающих факторов», — объясняет соавтор. Томас Розенбаум, профессор физики в Калифорнийском технологическом институте, который также является президентом Института и председателем Сони и Уильяма Давидов.
«Слейтер предположил, что при понижении температуры упорядоченное магнитное состояние будет препятствовать прохождению электронов через материал», — объясняет Розенбаум. «Хотя его идея теоретически обоснована, оказывается, что для подавляющего большинства материалов способ электронного взаимодействия электронов друг с другом оказывает гораздо более сильное влияние, чем магнитные взаимодействия, что усложняет задачу доказательства механизма Слейтера».
Исследование поможет ответить на фундаментальные вопросы о том, как ведут себя различные материалы, а также может найти применение в технологии, например, в области спинтроники, в которой спины электронов будут составлять основу электрических устройств, а не заряды электронов, как это обычно бывает. сейчас. «Фундаментальные вопросы о металле и изоляторах будут актуальны в грядущей технологической революции», — говорит Фэн.
Обычно, когда что-то является хорошим проводником, например, металл, электроны могут беспрепятственно перемещаться по нему. И наоборот, в изоляторах электроны застревают и не могут свободно перемещаться. «Ситуация сравнима с сообществами людей», — объясняет Фэн. Если вы думаете о материалах как о сообществах, а электроны как о членах семьи, тогда «изоляторы — это сообщества, в которых есть люди, которые не хотят, чтобы их соседи навещали их, потому что это заставляет их чувствовать себя некомфортно». Однако проводящие металлы представляют собой «сплоченные сообщества, как в общежитии колледжа, где соседи часто и свободно навещают друг друга», — говорит он.
Точно так же Фен использует эту метафору, чтобы объяснить, что происходит, когда некоторые металлы становятся изоляторами при понижении температуры. «Это похоже на зимнее время, когда люди — или электроны — остаются дома и не выходят на улицу и не взаимодействуют».
В 1940-х годах физик сэр Невилл Фрэнсис Мотт выяснил, как некоторые металлы могут стать изоляторами. Его теория, которая получила Нобелевскую премию по физике 1977 года, описывала, как «определенные металлы могут стать изоляторами, когда электронная плотность уменьшается, отделяя атомы друг от друга некоторым удобным способом», согласно пресс-релизу Нобелевской премии. В этом случае за переходом происходит отталкивание электронов.
В 1951 году Слейтер предложил альтернативный механизм, основанный на спиновых взаимодействиях, но эту идею было трудно доказать экспериментально, потому что другие процессы перехода металл-изолятор, в том числе предложенные Моттом, могут затормозить механизм Слейтера, что затруднит его изолировать.
Проблемы реальных материалов
В новом исследовании ученые наконец-то смогли экспериментально продемонстрировать механизм Слейтера, используя соединение, которое изучается с 1974 года, под названием оксид пирохлора или Cd2Os2O7. На это соединение не влияют другие механизмы перехода металл-изолятор. Однако в этом материале механизм Слейтера затмевается непредвиденной экспериментальной проблемой, а именно наличием « доменных стенок », разделяющих материал на секции.
«Доменные стены похожи на шоссе или большие дороги между общинами», — говорит Фэн. В оксиде пирохлора доменные стенки являются проводящими, хотя основная часть материала является изоляционной. Хотя доменные границы начинались как экспериментальная задача, они оказались важными для разработки командой новой процедуры измерения и техники, чтобы доказать механизм Слейтера.
«Предыдущие попытки доказать теорию перехода металл-изолятор Слэтера не учитывали тот факт, что доменные стенки маскировали эффекты, вызванные магнетизмом», — говорит Ишу Ван (доктор философии ’18), соавтор Johns Хопкинса, которая непрерывно работала над этим исследованием с момента ее работы в Калифорнийском технологическом институте. «Изолируя доменные стенки от основной массы изоляционных материалов, мы смогли получить более полное представление о механизме Слейтера». Ван ранее работал с Патриком Ли, приглашенным профессором Калифорнийского технологического института из Массачусетского технологического института, чтобы заложить основы понимания проводящих доменных стенок, используя аргументы симметрии, которые описывают, как и если электроны в материалах реагируют на изменения направления магнитного поля.
«Бросая вызов традиционным предположениям о том, как измерения электропроводности в магнитных материалах проводятся с помощью фундаментальных аргументов симметрии, мы разработали новые инструменты для исследования устройств спинтроники, многие из которых зависят от переноса через доменные стенки», — говорит Розенбаум.
«Мы разработали методологию, чтобы отделить влияние доменной стенки, и только тогда можно было раскрыть механизм Слейтера», — говорит Фэн. «Это немного похоже на открытие необработанного алмаза».
Дополнительная информация: Еджун Фенг и др., Непрерывный переход металл-изолятор, управляемый спиновой корреляцией, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038 / s41467-021-23039-6
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Источник: technovery.com