绝缘体(不传电)的种类很多:
固体:
如塑料、橡胶、玻璃,陶瓷等;
液体:
如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯等;
气体:
如空气、二氧化碳、六氟化硫等。
绝缘体是不存在电导的物质。电子能带理论指出,固体中的电子仅允许存在于一定的能量状态,这些能量状态形成彼此分离的能带。
电子趋向于先占据能量最低的能带,在绝对零度能够被填满的能量最高的能带叫做价带,价带之上的能带叫做导带,价带和导带之间的空隙叫做能隙。
在绝对零度以上,价带电子部分被激发而跃迁至导带,成为导带电子,并在价带留下空穴。根据能带理论,被电子填满的能带或空的能带对电导没有贡献。
电导仅来源于半满的能带,导带电子和价带空穴合称载流子。金属的导带被部分填充,因而有好的电导。对于半导体和绝缘体,在绝度零度下价带被填满,而导带没有电子。
在常温下,半导体由于能隙较小,可以通过热激发而形成电子空穴对,因而具有一定的电导。相反,绝大多数绝缘体通常具有非常大的带隙宽度。
价带电子很难被激发至导带,因此绝缘体的载流子浓度极低,相应地电导也极低,或者说这种材料绝缘。
绝缘体的种类很多:如塑料、橡胶、玻璃,陶瓷、琥珀等;液体如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯等; 气体如空气、二氧化碳、六氟化硫等。
生活中的玻璃棒、玻璃杯、塑料尺、橡皮、木块、尖刀柄、食用油等都是常见的绝缘体。绝缘体都会受到电击穿的影响。
当外加电场超过某个阈值,(这个阈值与材料的能隙宽度成正比),绝缘体将突然转变为导体,并可能带来灾难性的后果。
在电击穿过程中,自由电子被强电场加速到足够高的速度,这些高速电子与束缚电子撞击,能使束缚电子脱离原子的束缚(电离)。
新的自由电子又能被加速并撞击其他原子,产生更多的自由电子,形成一个链式反应。很快绝缘体中将会充满可移动的载流子,因此其电阻将降至一个很低的水平。
在空气中,电晕放电是高电压导体附近的正常电流;电弧放电是非正常,不希望见到的电流。相似地,击穿可以发生在任何绝缘体,甚至是固体中。
甚至连真空都存在某种形式的击穿,但这种击穿或称真空电弧与电极表面的电子发射有关,而不是由真空本身产生的。
导体和绝缘体的关系:
绝缘体和导体不是绝对的,二者之间没有不可逾越的鸿沟。二者的区分主要是内部能自由移动的电荷的数量,然而也跟外部条件(如电压、温度等)有关。
在常温下绝缘的物体,当温度升高到相当的程度,由于可自由移动的电荷数量的增加,会转化成导体。
参考资料来源: