Da li ebonit provodi struju? Koje supstance provode elektricitet

Iz fizike je poznato da struja je usmjereno kretanje električno nabijenih čestica. Različite tvari različito provode električnu energiju. Prema sposobnosti prenosa električnih naboja, tvari se dijele na PROVODNIKE i NEPROVODNIKE električne energije.

Provodniki su tijela kroz koja električni naboji mogu prelaziti sa nabijenog tijela u nenabijeno; u provodnicima ima puno slobodnih nabijenih čestica. Dobri provodnici električne energije su metali, tlo, voda sa rastvorenim solima, kiselinama ili alkalijama, grafit i neke vrste organskih materija. Ljudsko tijelo također provodi električnu energiju. To se može eksperimentalno pokazati elektroskopom. Elektroskop punimo ebonitnom ili staklenom šipkom, strelica odstupa.Tada rukom dodirujemo naelektrisani elektroskop. Strelica će se odmah vratiti u prvobitni položaj - na nulu. Naboj iz elektroskopa ide u naše tijelo. U ovom eksperimentu sa malim punjenjem, to nije opasno, ali primjetno "škljoca" na prstima. A veliki naboji i struje opasni su po život i zdravlje.

Od metala, najbolji provodnici struje su srebro, bakar i aluminijum. Čak iu normalnom voda iz česme rastvara se toliko različitih soli da je vrlo dobar provodnik, a to ne treba zaboraviti pri radu sa električnom opremom u uslovima visoka vlažnost U suprotnom možete dobiti vrlo primjetan strujni udar, opasno je.

Prolazeći kroz živi organizam, stvara se električna struja različite akcije: termalni - opekotine pojedinih dijelova tijela, zagrijavanje krvnih sudova, krvi, nerava; elektrolitička (ili hemijska) - razgradnja krvi i drugih organskih tečnosti; biološki - iritacija i ekscitacija živih tkiva tijela, koja je praćena nevoljnim grčevitim kontrakcijama mišića, uključujući mišiće srca i pluća. Kao rezultat svega toga mogu nastati različiti poremećaji u organizmu, sve do potpunog prestanka rada srca i pluća.

Neprovodnici su takva tijela kroz koja električni naboji ne mogu prijeći s nabijenog tijela u nenabijeno, jer u dielektricima ima vrlo malo slobodnih nabijenih čestica. Neprovodnici električne energije, odnosno dielektrici, su ebonit, ćilibar, porculan, guma, razne plastike, svila, najlon, ulja, vazduh (gasovi), staklo, pleksiglas, suho drvo i papir. Tijela napravljena od dielektrika nazivaju se IZOLATORIMA (od italijanske riječi ISOLARO - osamiti).

Provodnici se koriste za prijenos na daljinu električna energija(električna struja), od njih je taj visoki napon električni kablovi, kućna instalacija. Izolatori se koriste za izolaciju, izolaciju vodiča i osiguranje sigurnosti ljudi pri radu s električnim uređajima. Za prijenos električne energije potrebno je sklopiti zatvoren električno kolo, koji uključuje izvor električne energije, provodnike kroz koje teče električna struja od ovog izvora do potrošača električne energije, te same potrošače.

Prilikom izvođenja eksperimenata na elektricitetu uvijek se koriste i provodnici i dielektrici. Na primjer, pomoću dva elektroskopa, jedan smo napunili negativnim nabojem dobivenim na štapiću od ebonita kada se trlja o vunu. Istovremeno, strelica elektroskopa je odstupila, pokazujući prisustvo naelektrisanja na njoj. Ako zatim uzmete metalnu šipku na izolacijsku plastičnu ručku i spojite nabijeni elektroskop na nenabijeni, tada će naboji djelomično proći kroz provodnu šipku do drugog elektroskopa, ali pražnjenje elektroskopa, kao u slučaju dodira to se golom rukom ne dešava, jer ručka ne vodi struju do ljudske ruke. Zato su ručke raznih alata, poput odvijača, kliješta, rezača žice, izrađene od neprovodljivih materijala.

Osnovna zaštita od strujnog udara:

Osiguravanje nedostupnosti strujnih dijelova pod naponom za slučajni kontakt,

zaštitna zemlja, zaštitno isključivanje električnih aparata;

Koristite što niži napon, posebno u vlažnim prostorijama;

Upotreba dvostruke izolacije.

Poznavanje i poštivanje sigurnosnih propisa pri radu sa električnom strujom i raznim električnim aparatima je obavezno i ​​za odrasle i za djecu. Kako biste učenicima osnovnih škola olakšali pamćenje ovih pravila, možete koristiti razne nezaboravne postere i pjesme. Pokupio sam primjere iz raznih izvora, sam smislio nešto i dizajnirao to kao savjete za električnu sigurnost u Dodatku 1 svom radu. Dodatak 2 daje mjere prve pomoći u slučaju strujnog udara.

EKSPERIMENTALNA VERIFIKACIJA ELEKTRIČNE PROVODNOSTI RAZLIČITIH SUPSTANCI

Električna provodljivost tvari može se testirati pomoću posebnog uređaja, ali mi smo koristili konvencionalno električno kolo. Glavni element svaki električni krug je izvor električne struje. Bez toga, električni krug neće raditi. Kada kabl za napajanje televizora utaknete u utičnicu, za električnu peglu, kuvalo za vodu i druge električne uređaje - potrošače električne energije, tada se, zapravo, spajate na elektranu - proizvođača ove električne energije.

Kako bih testirao električnu provodljivost čvrstih tijela, sastavio sam električno kolo koje je uključivalo: izvor struje, ključ za zatvaranje i otvaranje strujnog kruga, lampu za provjeru ima li struje ili ne i kontakte za povezivanje tvari sa kolo.

Kada se kontakti stave u supstancu, postaje jasno da li ova supstanca provodi struju. Ako tvar provodi električnu struju, krug se zatvara i žarulja svijetli. Ako tvar nije električno provodljiva, strujni krug ostaje otvoren i sijalica ne svijetli.

Iskustvo 1. Proučavanje čvrstih materija.

Tabela 1 navodi deset čvrstih materija koje smo testirali na električnu provodljivost. Kao rezultat provjere, pokazalo se

Tabela 1.

aluminijum + plastika -

čelik + staklo -

mesing + org. staklo -

bakar + magnet -

drvo – guma – da aluminijum, čelik, mesing, bakar provode električnu energiju, ali drvo, plastika, staklo, pleksiglas, magnet i guma ne provode električnu energiju.

Iskustvo 2. Proučavanje tečnih supstanci.

Kako bismo ispitali električnu provodljivost tekućih tvari, promijenili smo električno kolo (slika 5). Pored izvora struje i ključa, u kolo je dodan ampermetar umjesto lampe i elektrolitičko staklo umjesto kontakata.

Tabela 2.

čista voda –

rješenje kuhinjska so +

rješenje plavi vitriol +

rješenje morska so +

rastvor šećera -

U elektrolitičku čašu stavljamo različite tekućine. Ako je strelica odstupila od ampermetra kada je krug bio zatvoren, tada ova tekućina provodi električnu struju.

Kao rezultat našeg eksperimenta, pokazalo se da otopina kuhinjske soli, bakrenog sulfata i morske soli provode električnu struju, ali čista voda i šećerni sirup ne.

ZAKLJUČAK

Provedeni eksperimenti potvrdili su da neke tvari dobro provode struju, a to su razni metali i otopine soli. Ostali tvrdi i tečne supstance su dielektrici, odnosno neprovodnici, to su plastika ili guma, od kojih se izrađuju izolacije električnih žica i kućišta električnih uređaja, te mnoge druge tvari.

Moj posao je dovoljno važan za mene i ostale školarce, jer za bezbedan rad sa električnih aparata kod kuće i u školi treba da znate kako da se ponašate u nekim životne situacije. Na primjer, osobu je šokirala pokidana žica. Ni u kom slučaju ne smijete dirati ovu žicu i osobu golim rukama. Žicu je potrebno pomicati uz pomoć nekog neprovodnog predmeta, poput suhog drvenog štapa.

Da biste učenike osnovnih škola naučili pravilima električne sigurnosti, možete koristiti savjete koje sam pripremio.

Kada se struja pojavila u našim životima, malo ljudi je znalo za njena svojstva i parametre i koristili su se razni materijali, bilo je primjetno da je na istoj vrijednosti napona izvora struje na potrošaču drugačije značenje voltaža. Bilo je jasno da je na to utjecala vrsta materijala koji se koristi kao provodnik. Kada su se naučnici pozabavili pitanjem proučavanja ovog problema, došli su do zaključka da su elektroni nosioci naboja u materijalu. A sposobnost provođenja električne struje izolirana je prisustvom slobodnih elektrona u materijalu. Utvrđeno je da u nekim materijalima ti elektroni veliki broj dok ih drugi uopšte nemaju. Dakle, postoje materijali koji, a neki nemaju tu sposobnost.
Na osnovu navedenog, svi materijali su podijeljeni u tri grupe:

• provodnici;
• poluvodiči;
• dielektrici;

Svaka od grupa našla je široku primenu u elektrotehnici.

provodnici

vodiči su materijali koji dobro provode električnu struju, koriste se za proizvodnju žica, kablovskih proizvoda, kontaktnih grupa, namotaja, guma, provodljivih jezgara i staza. Ogromna većina električnih uređaja a uređaji se izrađuju na bazi provodljivih materijala. Štaviše, reći ću da cijela elektroprivreda ne bi mogla postojati bez ovih supstanci. Grupa provodnika uključuje sve metale, neke tečnosti i gasove.

Također je vrijedno napomenuti da među provodnicima postoje super provodnici, čiji je otpor gotovo nula, takvi materijali su vrlo rijetki i skupi. I provodnici s visokim otporom - volfram, molibden, nihrom itd. Takvi materijali se koriste za izradu otpornika, grijaćih elemenata i spirale rasvjetnih lampi.

Ali lavovski udio u električnom polju pripada običnim vodičima: bakar, srebro, aluminij, čelik, razne legure ovih metala. Ovi materijali su našli najširu i najveću primjenu u elektrotehnici, posebno bakar i aluminij, jer su relativno jeftini, a njihova upotreba kao provodnika električne struje je najprikladnija. Čak je i bakar ograničen u upotrebi, koristi se kao žice za namotaje, višežilni kablovi i kritičniji uređaji, bakrene sabirnice su još ređe. Ali aluminij se smatra kraljem među provodnicima električne struje, čak i ako ima veću otpornost od bakra, ali to je nadoknađeno njegovom vrlo niskom cijenom i otpornošću na koroziju. Široko se koristi u napajanju, kablovskim proizvodima, nadzemnih vodova, sabirnice, konvencionalne žice itd.

Poluprovodnici

Poluprovodnici, nešto između provodnika i poluprovodnika. Njihova glavna karakteristika je zavisnost od provođenja električne struje spoljni uslovi. Ključni uslov je prisustvo raznih nečistoća u materijalu, koje upravo pružaju mogućnost provođenja električne struje. Takođe, sa određenim rasporedom dva poluprovodnička materijala. Na osnovu ovih materijala, ovog trenutka, proizvedeni su mnogi poluvodički uređaji: , LED diode, tranzistori,polustori, tiristori, stabilizori, razna mikro kola. Postoji čitava nauka posvećena poluvodičima i uređajima koji se temelje na njima: elektronsko inženjerstvo. Svi kompjuteri, mobilni uređaji. Šta da kažem, skoro sva naša oprema sadrži poluvodičke elemente.

Poluprovodnički materijali uključuju: silicijum, germanijum, grafit, gr afen, indijum itd.

Dielektrici

Pa, zadnja grupa materijala je dielektrika Supstance koje nisu sposobne da provode električnu energiju. Takvi materijali uključuju: drvo, papir, zrak, ulje, keramiku, staklo, plastiku, polietilen, polivinil hlorid, gumu itd. Dielektrici se široko koriste zbog svojih svojstava. Koriste se kao izolacijski materijal. Oni štite kontakt dva dijela koji nose struju, ne dozvoljavaju osobi da direktno dodiruje ove dijelove. Uloga dielektrika u elektrotehnici nije ništa manje važna od uloge provodnika, jer oni obezbjeđuju stabilan, bezbedan rad sve električne i elektronskih uređaja. Svi dielektrici imaju granicu do koje nisu u stanju provesti električnu struju, naziva se probojni napon. Ovo je indikator pri kojem dielektrik počinje propuštati električnu struju, dok se toplina oslobađa i sam dielektrik se uništava. Ova vrijednost probojnog napona je različita za svaki dielektrični materijal i data je u referentni materijali. Što je veći, to je bolji, dielektrik se smatra pouzdanijim.

Parametar koji karakterizira sposobnost provođenja električne struje je otpornost R , jedinica [ Ohm ] i provodljivost, recipročan otpor. Što je ovaj parametar veći, materijal lošije provodi električnu struju. Za provodnike je od nekoliko desetina do stotina oma. U dielektricima otpor doseže desetine miliona oma.

Sve tri vrste materijala imaju široku primjenu u elektroenergetici i elektrotehnici. Oni su također usko povezani jedni s drugima.

Ebonit je jedan od najtraženijih ukrasnih i građevinski materijali. Napravljen je od prirodne gume vulkanizacijom u prisustvu veliki broj sumpor. Ebonit se dosta često koristi kao zamjena za kosti, rog i ukrasno kamenje, a koristi se za izradu noževa, muštikla, raznih suvenira, kao i narukvica, prstenja itd.

Zahvaljujući ovome široku upotrebu ovog materijala za kućne potrebe, veoma je važno znati da li se materijal može koristiti u struji i Da li ebonit provodi struju?. Ovo pitanje ćemo dalje razmotriti.

U našoj online prodavnici možete sa dostavom u Moskvi do pristupačne cijene. Pružamo popuste za velike količine.

Da li je ebonit provodnik ili izolator?

Kao što znate, svi materijali su podijeljeni na provodnike, poluvodiče i dielektrike. Istovremeno, takva podjela je prilično proizvoljna, jer mogućnost električnog strujanja u tijelima ne ovisi samo o vrsti tvari, već i o uvjetima okruženje, stanje agregacije, prisustvo nečistoća i mnogi drugi faktori.

Stoga se najčešće podjela tvari na vodiče i dielektrike obično provodi prema veličini električnog otpora:

• Za provodnike, ova vrijednost je ρ
• Za dielektrike - ρ > 108 Ohm m.

Poluprovodnici zauzimaju srednju poziciju između ove dve klase i imaju električnu otpornost od 10−5 - 108 Ohm·m. Međutim, takvo razdvajanje ne dozvoljava da se tačno utvrdi da li materijal provodi električnu struju pod datim uslovima ili ne.

Da shvatimo da li je određena supstanca provodnik tako što ćemo je proučavati fizička svojstva i ponašanje u električno polje. Stoga, da bi se utvrdilo da li ebonit provodi elektricitet ili ne, razmotriti , kao i njegovo ponašanje u elektrostatičkom polju.

Kako odrediti da li ebonit provodi struju?

Prema referentnoj literaturi, ebonit ima sljedeća fizička i mehanička svojstva:

• Gustina materijala je 1,15–1,68 g/cm³;
• Vlačna čvrstoća ebonita - 52–67 MN / m²;
• Specifični električni otpor je 1014 –1015 Ohm⋅cm.

Upravo će nas otpornost zanimati, jer ona određuje sposobnost ebonita da propušta električnu struju kroz sebe, odnosno njegovu električnu provodljivost.

Električna provodljivost ebonita obrnuto je proporcionalna njegovoj električnoj otpornosti i ima vrijednosti reda 10–15–10–14 cm. Dakle, ebonit praktično ne provodi struju i predstavlja dielektrik s visokim električnim izolacijskim svojstvima.

Također, ova izjava se može empirijski provjeriti uključivanjem proizvoda od ebonita u električno kolo. Kao rezultat ovog eksperimenta, krug će biti otvoren i struja neće teći u njemu.

osim toga, ebonit u elektrostatičkim poljima je polarizovan, što ukazuje na njegovu pripadnost dielektricima. Ovaj fenomen potvrđuju eksperimenti Faradaya i Franklina. AT uslove za život Također možete provjeriti ovu izjavu. Dovoljno je utrljati proizvod od ebonita na komad vunene tkanine. Kao rezultat trenja, na površini ebonita se nakuplja negativni naboj, odnosno materijal je polariziran. Stoga je ebonit dielektrik, što znači da ne provodi električnu energiju.

Tako je moguće provjeriti provodi li ebonit struju čak i kod kuće. Da biste to učinili, dovoljno je pažljivo proučiti fizička svojstva materijala i provesti eksperiment s polarizacijom tijela. Ako je tvar polarizirana (akumulira statički naboj na površini) i ima visoku električnu otpornost, onda je dielektrik, u suprotnom je provodnik.