Применение металлов как проводников


Что такое проводники 🚩 Естественные науки

Проводник – тело, проводящее электрический ток. Различают проводники первого и второго рода. Все металлы и их сплавы относятся к проводникам первого рода. Водные растворы кислот, солей и щелочей – второго. Чем выше температура тела, тем меньше оно проводит электрический ток, и, наоборот, со снижением температуры проводимость увеличивается.

Металлы с высокой проводимостью используют для кабелей, проводов, обмоток трансформаторов. Металлы и сплавы с низкой проводимостью применяются в лампах накаливания, электронагревательных приборах, реостатах.

Основной параметр, характеризующий проводник – электрическое сопротивление. Оно выражается отношением падения напряжения в проводнике к току, протекающему по нему, и зависит от температуры окружающей среды.

Хорошим считается проводник, оказывающий небольшое сопротивление. К примеру, алюминиевый проводник с сечение 2,5 квадратных миллиметра, пропускает заряженных частиц намного меньше, чем медный проводник в 2,5 квадратных миллиметра диаметром. Когда пропускают ток через каждый из них с силой тока в 25 ампер (5,5 киловатт), медный проводник сильно нагревается, в то время как алюминиевый нагревается настолько, что расплавляет изоляцию вокруг себя. В таком случае, если нет автоматической защиты, происходит короткое замыкание.

Проводники используют для заземления электроустановок. В качестве заземляющих проводников и заземлителей используют металлические конструкции сооружений и зданий, соблюдая при этом непрерывность и проводимость цепи. Для заземляющих проводников используют обычно сталь. Если необходимы гибкие перемычки и в других случаях, применяют медь.

Проводники также могут использоваться для выравнивания потенциалов. Особую роль это играет в животноводческих помещениях, где практически всегда сырые полы и большое количество заземленных металлоконструкций различного типа. Животные прикасаются к металлическим поверхностям стоя на влажной поверхности, тем самым получая электрические импульсы. Животноводство становится неэффективным из-за низкой удойности коров. Нежелательные последствия предотвращают, выравнивая потенциалы поверхности пола и металлических конструкций, путем закладки заземленных круглых стальных проводников.

Проводники используют в громоотводе, отводя молнию в землю, чтобы она не нанесла никаких повреждений.

Существуют проводники с высоким удельным сопротивлением, которые стойкие к окислению. Такие материалы применяют в электронагревательных приборах, они обладают высокой пластичностью и могут вытягиваться в тонкую проволоку и выкатываться в фольгу. Одним из таких проводником является алюминий.

Почему металлы являются хорошими проводниками электричества?

Здесь мы объяснили характеристики металлов, которые делают их очень хорошими проводниками.

Давайте сначала выясним, в чем разница между хорошим и плохим проводником электричества. Хорошим проводником электричества является любой материал, который позволяет электричеству легко проходить через него без особого сопротивления. С другой стороны, плохой проводник электричества - это тот, который препятствует свободному протеканию электрического тока через него.Другими словами, хороший проводник имеет высокую проводимость и низкое сопротивление, тогда как плохой проводник имеет низкую проводимость и высокое сопротивление.

Свойства металлов

Хотели бы вы написать нам? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Все мы знаем, что самая маленькая единица всех элементов - это атом. Атом - это нейтральная частица с положительно заряженным ядром в центре и отрицательно заряженными электронами, движущимися по ряду орбит вокруг ядра.Электропроводность элемента определяется его атомной структурой. В куске металла несколько миллионов атомов. Каждый атом металлического элемента имеет два или три электрона на своей внешней орбите, которые также известны как валентные электроны.

Атомы образуют металлическую связь друг с другом, давая металлу плотноупакованную стабильную структуру. Во время образования этих связей валентные электроны, присутствующие на самой внешней орбите, полностью отделяются от своего родительского атома и могут свободно перемещаться в пространстве, которое находится в решетчатой ​​структуре металла.Когда нет электрического поля, электроны рассеянно движутся в разных направлениях. При приложении электрического поля электроны начинают переходить от одного конца металла к другому. Таким образом, большое количество свободно текущих электронов ответственны за проведение электричества через металл. Они действуют как носители заряда и переносят электричество через структуру металла.

Теперь поговорим о том, почему металлы обладают теплопроводностью. Опять же, ответ заключается в том, что в них много свободно движущихся электронов.Благодаря этим свободным электронам тепло легко передается через металлы. Когда к металлу прикладывается тепло, свободные электроны вблизи источника тепла получают много энергии и начинают быстро двигаться. Поскольку металл имеет плотноупакованную структуру, возбужденные свободные электроны сталкиваются с другими соседними электронами. Это помогает мгновенно передать вибрацию на прилегающую территорию. Таким образом, тепло передается через металлические вещества с большой скоростью.

Какие металлы являются хорошими проводниками электричества?

Почти все существующие металлические элементы являются проводниками электричества, хотя проводимость зависит от элемента.Химические элементы, которые считаются очень хорошими проводниками, следующие:

  • Медь
  • Серебро
  • Алюминий
  • Золото
  • Никель
  • Хром
  • Утюг
  • Магний
  • Меркурий
  • Титан
  • Молибден

Несмотря на то, что проводимость или передача электричества происходит через все металлы одинаковым образом, уровень их электропроводности не одинаков.Другими словами, способность передавать электрический ток у каждого металла разная. Лучшим проводником электричества считается серебро, за ним идет медь, а затем и золото. Когда дело доходит до использования металлов в электротехнике, медь используется более широко, чем серебро. Это потому, что серебро дороже меди. Поэтому низкая стоимость меди делает ее более целесообразным вариантом для практического использования в различном электрическом и электрическом оборудовании.

.

видов использования металлов - важные области применения металлов, примеры

    • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
    • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
      • BNAT
      • Классы
        • Класс 1–3
        • Класс 4-5
        • Класс 6-10
        • Класс 110003 CBSE
          • Книги NCERT
            • Книги NCERT для класса 5
            • Книги NCERT, класс 6
            • Книги NCERT для класса 7
            • Книги NCERT для класса 8
            • Книги NCERT для класса 9
            • Книги NCERT для класса 10
            • NCERT Книги для класса 11
            • NCERT Книги для класса 12
          • NCERT Exemplar
            • NCERT Exemplar Class 8
            • NCERT Exemplar Class 9
            • NCERT Exemplar Class 10
            • NCERT Exemplar Class 11
            • 9plar
            • RS Aggarwal
              • RS Aggarwal Решения класса 12
              • RS Aggarwal Class 11 Solutions
              • RS Aggarwal Решения класса 10
              • Решения RS Aggarwal класса 9
              • Решения RS Aggarwal класса 8
              • Решения RS Aggarwal класса 7
              • Решения RS Aggarwal класса 6
            • RD Sharma
              • RD Sharma Class 6 Решения
              • RD Sharma Class 7 Решения
              • Решения RD Sharma Class 8
              • Решения RD Sharma Class 9
              • Решения RD Sharma Class 10
              • Решения RD Sharma Class 11
              • Решения RD Sharma Class 12
            • PHYSICS
              • Механика
              • Оптика
              • Термодинамика
              • Электромагнетизм
            • ХИМИЯ
              • Органическая химия
              • Неорганическая химия
              • Периодическая таблица
            • MATHS
            .

            Проводники и изоляторы

            В проводнике электрический ток может течь свободно, в изоляторе - нет. Металлы, такие как медь, являются типичными проводниками, в то время как большинство неметаллических твердых веществ считаются хорошими изоляторами, имеющими чрезвычайно высокое сопротивление потоку заряда через них. «Проводник» означает, что внешние электроны атомов слабо связаны и могут свободно перемещаться через материал. Большинство атомов крепко держатся за свои электроны и являются изоляторами.В меди валентные электроны практически свободны и сильно отталкиваются друг от друга. Любое внешнее воздействие, которое перемещает один из них, вызовет отталкивание других электронов, которые распространяются по проводнику "домино".

            Проще говоря, большинство металлов являются хорошими электрическими проводниками, большинство неметаллов - нет. Металлы также обычно являются хорошими проводниками тепла, а неметаллы - нет.

            Индекс
            .

            9.2: Металлы и неметаллы и их ионы

            За исключением водорода, все элементы, которые образуют положительные ионы, теряя электроны во время химических реакций, называются металлами. Таким образом, металлы являются электроположительными элементами с относительно низкими энергиями ионизации. Они характеризуются ярким блеском, твердостью, способностью резонировать со звуком и отлично проводят тепло и электричество. При нормальных условиях металлы являются твердыми телами, за исключением ртути.

            Физические свойства металлов

            Металлы блестящие, пластичные, пластичные, хорошо проводят тепло и электричество.Другие свойства включают:

            • Состояние : Металлы представляют собой твердые вещества при комнатной температуре, за исключением ртути, которая находится в жидком состоянии при комнатной температуре (в жаркие дни галлий находится в жидком состоянии).
            • Блеск : Металлы обладают свойством отражать свет от своей поверхности и могут быть отполированы, например, золотом, серебром и медью.
            • Ковкость: Металлы обладают способностью противостоять ударам молотком и могут быть превращены в тонкие листы, известные как фольга.Например, кусок золота размером с кубик сахара можно растолочь в тонкий лист, которым будет покрыто футбольное поле.
            • Пластичность: Металлы можно втягивать в проволоку. Например, из 100 г серебра можно натянуть тонкую проволоку длиной около 200 метров.
            • Твердость: Все металлы твердые, кроме натрия и калия, которые мягкие и поддаются резке ножом.
            • Валентность: Металлы обычно имеют от 1 до 3 электронов на внешней оболочке их атомов.
            • Проводимость : Металлы являются хорошими проводниками, потому что у них есть свободные электроны. Серебро и медь - два лучших проводника тепла и электричества. Свинец - самый плохой проводник тепла. Висмут, ртуть и железо также являются плохими проводниками
            • Плотность : Металлы имеют высокую плотность и очень тяжелые. Иридий и осмий имеют самую высокую плотность, а литий - самую низкую.
            • Точки плавления и кипения : Металлы имеют высокие точки плавления и кипения.Вольфрам имеет самые высокие температуры плавления и кипения, а ртуть - самые низкие. Натрий и калий также имеют низкие температуры плавления.

            Химические свойства металлов

            Металлы - это электроположительные элементы, которые обычно образуют основных или амфотерных оксидов с кислородом. Другие химические свойства включают:

            • Электроположительный характер : Металлы имеют тенденцию иметь низкую энергию ионизации, а обычно теряют электроны (т.е.е. окисляются ) когда они вступают в химические реакции реакции Обычно они не принимают электроны. Например:
              • Щелочные металлы всегда 1 + (теряют электрон в s подоболочке)
              • Щелочноземельные металлы всегда 2 + (теряют оба электрона в s подоболочке)
              • Ионы переходных металлов не следуют очевидной схеме, 2 + является обычным (теряют оба электрона в подоболочке s ), а также наблюдаются 1 + и 3 +

            \ [\ ce {Na ^ 0 \ rightarrow Na ^ + + e ^ {-}} \ label {1.{-}} \ label {1.3} \ nonumber \]

            Соединения металлов с неметаллами имеют тенденцию быть ионными по природе. Большинство оксидов металлов являются основными оксидами и растворяются в воде с образованием гидроксидов металлов :

            \ [\ ce {Na2O (s) + h3O (l) \ rightarrow 2NaOH (aq)} \ label {1.4} \ nonumber \]

            \ [\ ce {CaO (s) + h3O (l) \ rightarrow Ca (OH) 2 (aq)} \ label {1.5} \ nonumber \]

            Оксиды металлов проявляют свою химическую природу основную , реагируя с кислотами с образованием солей металла и воды:

            \ [\ ce {MgO (s) + HCl (водный) \ rightarrow MgCl2 (водный) + h3O (l)} \ label {1.{2 -} \), следовательно, \ (Al_2O_3 \).

            Пример \ (\ PageIndex {2} \)

            Вы ожидаете, что он будет твердым, жидким или газообразным при комнатной температуре?

            Решения

            Оксиды металлов обычно твердые при комнатной температуре

            Пример \ (\ PageIndex {3} \)

            Напишите вычисленное химическое уравнение реакции оксида алюминия с азотной кислотой:

            Решение

            Оксид металла + кислота -> соль + вода

            \ [\ ce {Al2O3 (s) + 6HNO3 (водный) \ rightarrow 2Al (NO3) 3 (водный) + 3h3O (l)} \ nonumber \]

            .

            Смотрите также