金属如何导电
『壹』 金属是怎么导电的,为什么橡胶不导电
金属中有自抄由电子,金属内部的电子可以脱离原子核的束缚,在核外自由运动,称为自由电子,通常情况下,自由电子的运动是杂乱无章的,当电路中有了电流后,自由电子会向同一个方向运动,也就是形成了定向移动,这样金属就可以导电了。
橡胶导电少,不是不导电,一般橡胶底鞋电工不能穿,他们穿的是绝缘鞋,橡胶品种材料不一样。
『贰』 金属能导电吗
能
『叁』 金属导电的原理是什么
自由电荷的定向移动
关于金属导体导电,经典导电理论认为,是由于金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子,这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流。
1 金属原子的核外电子
所有的原子均由原子核与绕核运动的核外电子构成,原子核外电子绕核运动所需的向心力由原子核与电子之间的库仑电场力提供,众多的核外电子在原子核外距核不同距离的轨道上运动,距核最近的电子,受原子核的作用力最大,电子的总能量最低,而距核最远的最外层电子,受原子核的束缚力最小,电子的势能最大,总能量最大。这最外层电子由于受束缚最小,所以它经常受邻近原子的干扰,而绕邻近原子核运动。金属原子之间就是依据这种外层电子干扰后的互绕运动形成的作用力而结合成金属体的。由于这种结合力非常小,所以金属有柔软、加热易产生形变等特点。
2 洛仑兹力(或感应电场力)作用下的金属导体
如果金属导体在磁场中作切割磁感线运动,则导体内部核外电子受到洛仑兹力的作用,并在这种作用下原子发生极化,产生了原子极化电动势。但不管洛仑兹力多大,它也不能对电子做功,增加电子动能,使它脱离原子核束缚,并使电子在脱离原子核束缚后,继续对它做功,在力的方向上发生加速运动形成电流。
3 电压分配电场力作用下的金属导体
如果金属导体两端加上一个电压,使导体内部形成一个电压分配电场,则导体内部的核外层电子在绕核运动时该受电压分配电场力的作用,该电场力对电子做了正功,使电子动能增加,有了足够的能量克服核的束缚,到了核外,变为自由电子因为原子核外电子中只有最外层电子的能量最大,要形成自由电子需克服核引力做功最小,所以,一般情况下,在导体两端加上电压,也只有最外层电子能够脱离原子核,变成自由电子。最外层电子脱离原子核的束缚需对其做功最小。形成电流后的自由电子实际也是不自由的,一方面它受到了电压分配电场力的作用,并在电场力的方向上运动,另一方面在运动过程中,并非通行无阻。原子内外空间,对于一个非常微小的电子而言,可以说是相当广阔的,原子核就好像宇宙空间的恒星,而自由电子就像在宇宙空间飞行一颗小流星,这个比喻也不是很恰当,因为流星在太空中飞行可能不会使到其他物体的阻力,但自由电子却会受阻力,这是因为原子核外的空间并不是什么也没有,而是还绕行着内层电子,而且这些金属的内层电子的数量要远比形成自由电子的最外层电子多得多,我们不妨把这些原子的内层电子形成的屏障称为电子云气。电子云气带有负电,自由电子也带负电,所以,自由电子要在电子云气中穿梭形成电流,必然受到电子云气的阻力作用。在稳定电流形成后,如果把导体两端的电压突然撤去,导体内部电场消失,自由电子失去了电场力的作用,作用在它上的只有阻力,于是电子作减速运动,速度很快减小为零。而后在原子核的引力的作用下,重新回到原子核外层相应的轨道上作绕核运动。
4 欧姆定律与电阻定律
在电流流动过程中,由于电子云气对自由电子的阻力,对电流的流动形成了一定的阻碍,也就产生了导体的电阻。必须说明的是,自由电子在运动过程中受到的阻力并不等于导体的电阻,自由电子受到阻力大,并不意味着导体的电阻大,反之,导体的电阻大,也同样不等于说自由电子定向移动时受的阻力就大。
5 能量转化与焦耳定律
当导体两端刚加上电压,电场力对原子核最外层电子做正功,以克服原子核的束缚力,但由于电场力克服原子核的束缚力做功远远小于电流长期流动克服电子云气阻力做的功,所以,克服原子核束缚所做的功是十分微小,可以忽略的。
自由电子在加速过程中,电场力也对其做了正功,但也因为电子加速时间非常短,运动位移非常小(这里不作论述),所以,电场力做也非常小,也可以忽略。所以自由电子形成电流后,电场主要能量损耗在于克服电子云气做功。
6 通电导体在磁场中运动
上面分析中电流通过导体时只克服电子云气做功,电子云气对自由电子的阻碍表现为电阻,所以这样导体称为纯电阻导体,电路中只有纯电阻导体的电路称为纯电阻电路。由以上各式可知,纯电阻电路把电功转化为热能。
但是,通电导体在磁场中会受到磁场力(安培力)的作用, ,在此力作用下,导体开始加速运动,切割磁感线,使导体内原子发生极化,产生极化电动势,导体两端感应电动势形成,会在其他外部导体部分产生一个电场,对流过的自由电子产生阻力,为了克服该阻力,电流遂在导体内部产生了一个与电流方向相同的电压分配电场,使该电场与感应电动势产生的电场相抵消,因此保持了电流的稳定,也在导体两端产生了电压,该电压大小正好与感应电动势相等,方向相反。
这样电压分配电场力要克服感应电动势产生的阻力做功,消耗电能,这些能量转化为安培力对外界做功,以机械能形式出现。
如果放入磁场中的导体不是理想导体,那么,电场力不但要克服感应电动势而做功,而且克服电子云气的阻力而做功,所以,电能有一部分转化为机械能形式,也有一部分转化为热能。
7电流流通后的电源
电流流通之后,电源内部发生了什么样变化?由于非静电力只能使原子发生极化,使电源产生电动势,但非静电力并不能对电子做功,也不能使外层电子克服原子核的束缚,成为自由电子,更不能使电子定向移动形成电流,那么,电源内部的电流是怎样形成的呢?
在电源内要形成电流,除了要使外层电子克服原子核的束缚外,同样需要克服电子云气阻力做功,非静电没有这样的功能,所以,必须在电源内产生一个由电源负极指向正极的电压分配电场,外层电子就是在这个电场力的作用形成电流,并在电源内部产生电压降,该电压降电源负极电位高于正极电位,即方向从负极指正极,与电源电动势方向相反。
『肆』 金属为什么能导电
关于金属导体导电,经典导电理论认为,是由于金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子,这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流。 1 金属原子的核外电子 所有的原子均由原子核与绕核运动的核外电子构成,原子核外电子绕核运动所需的向心力由原子核与电子之间的库仑电场力提供,众多的核外电子在原子核外距核不同距离的轨道上运动,距核最近的电子,受原子核的作用力最大,电子的总能量最低,而距核最远的最外层电子,受原子核的束缚力最小,电子的势能最大,总能量最大。这最外层电子由于受束缚最小,所以它经常受邻近原子的干扰,而绕邻近原子核运动。金属原子之间就是依据这种外层电子干扰后的互绕运动形成的作用力而结合成金属体的。由于这种结合力非常小,所以金属有柔软、加热易产生形变等特点。 2 洛仑兹力(或感应电场力)作用下的金属导体 如果金属导体在磁场中作切割磁感线运动,则导体内部核外电子受到洛仑兹力的作用,并在这种作用下原子发生极化,产生了原子极化电动势。但不管洛仑兹力多大,它也不能对电子做功,增加电子动能,使它脱离原子核束缚,并使电子在脱离原子核束缚后,继续对它做功,在力的方向上发生加速运动形成电流。 3 电压分配电场力作用下的金属导体 如果金属导体两端加上一个电压,使导体内部形成一个电压分配电场,则导体内部的核外层电子在绕核运动时该受电压分配电场力的作用,该电场力对电子做了正功,使电子动能增加,有了足够的能量克服核的束缚,到了核外,变为自由电子因为原子核外电子中只有最外层电子的能量最大,要形成自由电子需克服核引力做功最小,所以,一般情况下,在导体两端加上电压,也只有最外层电子能够脱离原子核,变成自由电子。最外层电子脱离原子核的束缚需对其做功最小。形成电流后的自由电子实际也是不自由的,一方面它受到了电压分配电场力的作用,并在电场力的方向上运动,另一方面在运动过程中,并非通行无阻。原子内外空间,对于一个非常微小的电子而言,可以说是相当广阔的,原子核就好像宇宙空间的恒星,而自由电子就像在宇宙空间飞行一颗小流星,这个比喻也不是很恰当,因为流星在太空中飞行可能不会使到其他物体的阻力,但自由电子却会受阻力,这是因为原子核外的空间并不是什么也没有,而是还绕行着内层电子,而且这些金属的内层电子的数量要远比形成自由电子的最外层电子多得多,我们不妨把这些原子的内层电子形成的屏障称为电子云气。电子云气带有负电,自由电子也带负电,所以,自由电子要在电子云气中穿梭形成电流,必然受到电子云气的阻力作用。在稳定电流形成后,如果把导体两端的电压突然撤去,导体内部电场消失,自由电子失去了电场力的作用,作用在它上的只有阻力,于是电子作减速运动,速度很快减小为零。而后在原子核的引力的作用下,重新回到原子核外层相应的轨道上作绕核运动。 4 欧姆定律与电阻定律 在电流流动过程中,由于电子云气对自由电子的阻力,对电流的流动形成了一定的阻碍,也就产生了导体的电阻。必须说明的是,自由电子在运动过程中受到的阻力并不等于导体的电阻,自由电子受到阻力大,并不意味着导体的电阻大,反之,导体的电阻大,也同样不等于说自由电子定向移动时受的阻力就大。 5 能量转化与焦耳定律 当导体两端刚加上电压,电场力对原子核最外层电子做正功,以克服原子核的束缚力,但由于电场力克服原子核的束缚力做功远远小于电流长期流动克服电子云气阻力做的功,所以,克服原子核束缚所做的功是十分微小,可以忽略的。 自由电子在加速过程中,电场力也对其做了正功,但也因为电子加速时间非常短,运动位移非常小(这里不作论述),所以,电场力做也非常小,也可以忽略。所以自由电子形成电流后,电场主要能量损耗在于克服电子云气做功。 6 通电导体在磁场中运动 上面分析中电流通过导体时只克服电子云气做功,电子云气对自由电子的阻碍表现为电阻,所以这样导体称为纯电阻导体,电路中只有纯电阻导体的电路称为纯电阻电路。由以上各式可知,纯电阻电路把电功转化为热能。 但是,通电导体在磁场中会受到磁场力(安培力)的作用, ,在此力作用下,导体开始加速运动,切割磁感线,使导体内原子发生极化,产生极化电动势,导体两端感应电动势形成,会在其他外部导体部分产生一个电场,对流过的自由电子产生阻力,为了克服该阻力,电流遂在导体内部产生了一个与电流方向相同的电压分配电场,使该电场与感应电动势产生的电场相抵消,因此保持了电流的稳定,也在导体两端产生了电压,该电压大小正好与感应电动势相等,方向相反。 这样电压分配电场力要克服感应电动势产生的阻力做功,消耗电能,这些能量转化为安培力对外界做功,以机械能形式出现。 如果放入磁场中的导体不是理想导体,那么,电场力不但要克服感应电动势而做功,而且克服电子云气的阻力而做功,所以,电能有一部分转化为机械能形式,也有一部分转化为热能。 7电流流通后的电源 在电源内要形成电流,除了要使外层电子克服原子核的束缚外,同样需要克服电子云气阻力做功,非静电没有这样的功能,所以,必须在电源内产生一个由电源负极指向正极的电压分配电场,外层电子就是在这个电场力的作用形成电流,并在电源内部产生电压降,该电压降电源负极电位高于正极电位,即方向从负极指正极,与电源电动势方向相反。
『伍』 金属如何实现导电的
不是电子互相碰撞,而是在外加电压下产生了一个电场,电子在电场中受到电场力而向一个方向运动,因而产生了电流。
『陆』 金属为什么能导电
金属导电原理 电流是电子的定向流动,这就像水流是水的定向流动一样。这叫人联想到一个常用的中国词"流通",通则流,不通则不流。水流不是因为该物体内有水(桶里的水,池塘里的水就不能形成水流)。除了压力差之外还必须得"通"——必须得有让水定向通过的空间(如渠道、管道等);电流不是因为该物体内的电子有自由,除了电压差之外还必须得"通"——必须得有让电子定向通过的空间。
那么,是什么使得物体能够导电?——是该物体内原子间有电子的通路。前提条件是:该物体价和电子数量较少并且运转不够饱满(在平面运转,没能形成饱满的球状),在价和电子运转的同时,存在着能让外电子窜入的间隙和时机;存在着能让电子在其间穿越运动的空位,我们把原子外层所呈现的这种空位叫做电子空位。电子空位是电子流动的通路,有了这样的通路,外来的电子才能在其间运动,形成电子的流动——电流。
导电原理是: 某物质的原子的价电子较少,外电子层不饱满,或速率很低,存在着电子空位,在电压的作用下外来的电子进入电子空位,电子在电子空位间换位移动,形成电流。
有了电子空位,外来电子才能进入,才能在物质内定向运动形成电流。导体、半导体、液体导电都是如此,超导原理也是如此。
电子空位是由价和电子的数量、速率及线路所决定。金属原子外层电子较少,组合成结构元之后,每个原子的外层仅有一、二个价和运转围绕,原子的外层仍存在较多的电子空位,能容外来电子进入、移动,因而易于导电。
在绝缘体内,因原子的价电子多,多个价和运转包围着一个原子,使原子的外电子层趋近饱和,没有电子空位(或很少),不能容外界电子进入,因而不能导电。
『柒』 金属为什么能导电
金属的导电性目前位置有多种理论推测,分别如下:
①经典导电理版论
经典导电理论认为,金属导体权内部存在大量的可以自由移动的自由电子,这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流,由于有大量的可移动的自由电子,故金属可以体现出导电性。
目前这两种理论都不能完全表明孰对孰错,他们都有各自所适应的背景,一般而言,经典导电理论更适合我们的理解与基础研究。
『捌』 金属怎样导电怎样才会产生自由电子
这个问题等复你到了大学 学了制金属键的知识就明白了
简单的说 电极金属失去电子是因为两电极金属的电势不同 产生电势差 导致金属的自由电子定向移动 形成宏观上的电流
就看看金属键理论部分的知识
但多半会又多出一大堆的问题
『玖』 金属是通过什么导电的
通过激发分子里的自由电子极性发生变化而流动。
『拾』 金属导电
2楼的好像说反了。。。
不是因为电阻小所以导电能力强,而是因为导电能力强所以电阻小。
1楼的内是正解,但是要跟容小朋友解释的话,不妨这样比喻一下:
有一个通道(金属),里面又很多皮球(自由电子),这时候刮来一阵很大的风(电场力),皮球就在通道里面滚动起来。
皮球多,导电能力就强;皮球少,导电能力就弱(甚至有的物质里面都没有皮球)。
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