书城科普读物探索未知丛书-从小学科学03
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第25章 什么是导体、绝缘体和半导体

电子按一定方向运动就形成了电流。各种金属材料,如金、银、铜、铝、铁等,对电流的阻力很小,电流很容易通过它们,这类材料就是导体。导体之所以能够导电,是因为导体中有能够自由移动的电子。在一般状态下,导体内的大量自由电子总是杂乱无章地运动着。在接通电源后,导体内的自由电子就会向着一个方向移动而形成电流。所以说导体可以导电。

各种非金属材料,比如玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、云母、空气等,对电流的阻力很大,电流不能轻易地通过它们,这类材料叫绝缘体。绝缘体之所以不能够导电,是因为这种材料中全部电子几乎都被束缚在原子或分子范围内,不能自由移动。因此在绝缘体内电子不能从一个地方传到别的地方。正是因为这种材料中缺少电荷的运载者,所以绝缘体不导电。

好的导体和好的绝缘体都是重要的电工材料,在技术上应用很广。金属可以制作电线芯,是因为金属是导体,能够导电;外面包上一层橡皮或者塑料,是因为这些材料是绝缘体,能够防止漏电或触电。许多电学仪器,有的部分需要用导体来做,有的部分又需要用绝缘体来做。

导体和绝缘体并没有绝对的界限,在通常情况下是很好的绝缘体,当条件改变时也可能变成导体。比如,一根干木棒是绝缘体,如果把它弄湿,它就可以导电了。所以,电器的绝缘部分一定要保持干燥,因为绝缘体潮湿了会导电,从而引起漏电和发生触电事故。

除了导体和绝缘体,还有一类材料,如锗、硅、石墨和某些合金等,它们既不像导体那样能很好地传导电流,又不像绝缘体那样完全隔绝电流,导电性介于二者之间,我们把这类材料叫做半导体。半导体导电性较弱的原因,有的是其内部少量自由电子引起的,有的是带正电的“空穴”(原子少了电子就成为空穴)引起的。

由于半导体有许多独特而有用的性质,因而在电子技术和无线电技术中有着广泛的应用。电子工业中使用的半导体二极管、三极管,可控硅元件、集成电路等,都是用半导体材料制成的。