定义:(1)容易导电的物体叫做导体,例如:石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液;
(2)不容易导电的物体叫做绝缘体,例如:橡胶、玻璃、塑料等;
(3)导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化。
导体和绝缘体的比较:
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导体 |
绝缘体 |
导电能力 |
容易导电 |
不容易导电 |
原因 |
有大量的自由电荷 |
电荷几乎都被束缚在原子的范周内 |
常见材料 |
金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等 |
玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、油等 |
用途 |
输电线等 |
电器外壳等 |
导体容易导电,绝缘体不容易导电的原因:
(1)导体容易导电是冈为导体中有大量的自由电荷,它们受原子核的束缚力很小,能够从导体的一个部分移到另一个部分;
(2)绝缘体中,电荷几乎都束缚在原子的范围之内,不能从绝缘体的一个部分移到另一个部分。
半导体: 半导体材料的导电能力介于导体和非导体之间,比导体差、比非导体强,具有一些特殊的物理性质,温度、光照、杂质等因素都对它的性能有很大影响。常见的半导体材料有硅、锗和砷化镓等。用半导体材料可以制造半导体二极管、二三极管和集成电路等多种半导体元件。
(1)半导体二极管具有单向导电性,即只允许电流由一个方向通过元件。
(2)半导体三极管可以用来放大电信号。
(3)应用:
①太阳能电池:当光照到某些半导体时,在半导体内会产生电流。太阳能电池是一种不用燃料、不污染环境、对人类健康无害的电源。
②条形码扫描仪:条形码扫描仪由发光二极管、光敏二极管等元件构成。当发光二极管照射条形码时,光敏二极管便测量被条形码反射回来的光,并将光信号变为电信号,电脑则依据获取的电信号进行分析、检测物品。条形码扫描仪广泛应用于商业、邮政、交通等领域:
③微处理器:微处理器集成了成千上万个半导体元件。
④机器人:机器人内有由大量半导体元件构成的电路.智能机器人将成为工业生产活动的好帮手。
超导体:
1.超导现象:某些物质在很低的温度下,电阻就变成了零,这就是超导现象。
2.应用:
(1)利用超导体的零电阻特性可实现远距离大功率输电。超导输电线可以无损耗地输送较大的电流,这意味着用细电线就可以输送大电流。
(2)超导磁悬浮现象,使人们可以用超导体来实现交通工具的“无摩擦”运行。
电功计算基本公式及推导公式(适用于纯电阻电路):W=UIt,W=I2Rt,W=U2t/R,W=Pt,W=Uq。
电功计算:
1. W=UQ电
电能也是一种能量,而这种能量的实施者就是电荷,电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者,每个电荷从A点到B点做的功就是电压,两者相乘就是AB的电功,就是消耗的电能
2. W=UIt
我们来看一下电功的含义,电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能(A点到B点可以是一个用电器,也可以是一部分电路)电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功,电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量,时间也有了,那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt
3. W=Pt
W电功、P电功率、t时间
像功的计算方法一样就是功率乘以时间,在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间,同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间
W=I2Rt (纯电阻电路)
概念:专门用来计量某一时间段电能累计值的仪表叫做电能表,俗称电度表。
电能表:
铭牌和意义 |
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“220V”是说这个电能表应该在220V的电路中使用;“10(20)A是说这个电能表的额定电流是10A,在短时间内电流允许大一些,但不能超过20A;“50Hz”是说这个电能表在50Hz 的交流电路中使用; “600Fevs/kW·h”是说接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW·h的电能,电能表上的转盘转过600转 |
读数方法 |
电能表前后两次的示数之差就是用电器在对应的这段时间内消耗的电能 |
种类 |
除了目前使用较普遍的机械式电能表之外,常用的还有Ic卡电能表(读数是由液晶板显示的) |
利用电能表计算电功:
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功,或消耗的电能。在计算时通常有两种方法:
(1)先根据每kw·h的转数求出表盘转一转所消耗的电能,再看表盘在一段时间内转了多少转,用上面两个数据相乘,所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能。
(2)由于电能表的转盘的转数与电流做的功(或消耗的电能)成正比,因此可以先统一单位,然后列出比例式,再求解答案。
例下课后王老师去关闭微机房的总电闸时,发现如图所示的电能表的转盘在缓慢地转动,他利用手表估测了一下,2min转盘转动了5转,那么2min内消耗了__J电能;经检查发现,原来机房内还有20 台型号相同的电脑显示器处于待机状态,则一台电脑显示器的待机功率约为__w。
解析:2min内消耗的电能为,每台显示器的待机功率:
答案:7.2×103 3