导体和绝缘体的区别

主要区别 – 导体与绝缘体

导体和 绝缘子 是描述给定材料是否具有有利于导电或导热的特性的术语。这 主要区别 导体和绝缘体之间是 导体导电或导热良好，而一个 绝缘体导电或导热不良.根据我们是否对材料的导电或导热能力感兴趣，我们使用术语 电导体/绝缘体 或者 热导体/绝缘体.

什么是导体

一种 热导体 导热良好。传热速率，

或热流，两个物体之间的温差为

是（谁）给的

在哪里，

和

分别为传导热量的导体的截面积和长度。信

被称为 导热系数, 以 W m 为单位^-1 钾^-1.这个字母表征了材料的导热能力。例如，铜的导热系数约为 390 W m^-1 钾^-1 而干木的导热系数约为 0.05 W m^-1 钾^-1.

材料的导电能力的特征在于它的 电导率（

)，定义为材料电阻率的倒数。那是，

在哪里，

是电流密度和

是电场强度。实际上，材料的电导率通常使用以下公式计算

在哪里，

是导体的长度和

是导体的横截面积。

是导体的电阻，由导体两端的电势差与通过导体的电流之比给出。电导率的测量单位是S m^-1 （西门子每米）。铜的导电率约为 5.9×10⁷ 米^-1.而铅的电导率约为 4.6×10⁶ 米^-1.

用于计算电导率的尺寸

在金属中，电子主要负责携带电流和热量。因此，电导率和热导率密切相关。该关系由 维德曼-弗朗茨定律:

其中，T 是绝对温度（以开尔文为单位）和

是一个常数，称为 洛伦兹常数 (

这 热导率与电导率的关系 非金属的相关性不是那么明显：这是因为电总是由自由电荷载流子携带，而热量也可以通过不能自由移动的离子的振动来传导。通常，具有金属键的材料是良好的热导体和电导体，因为它们包含可以轻松移动并传导电和热的自由电子。

什么是绝缘体

导热系数低的材料称为 绝热体.玻璃也是很好的绝缘体，导热系数约为 0.8 W m^-1 钾^-1.空气是更好的热绝缘体，导热系数约为 0.02 W m^-1 钾^-1.双层玻璃利用空气的低热导率通过在两层玻璃之间夹入一层空气来使房屋隔热。

相似地， 电绝缘体 是导电率低的材料。用于绝缘电缆的 PVC 的导电性非常低，约为 10^-12 – 10^-13 米^-1.通常，由聚合物制成的材料（它们之间具有共价键且自由电子非常少）是良好的热绝缘体和电绝缘体，因为它们的大部分电子都紧密结合。