Elektriese geleiers en nie-geleiers / isolators
Wat beteken dit as iets elektristeit gelei?
Wat is die verskil tussen 'n elektriese geleier en 'n nie-geleier / isolator?
Waarom is nie-geleiers / isolators belangrik?
Ons gebruik elektriese drade in elektriese stroombane. Het jy noukeurig gekyk na die drade? Het jy gesien watter materiale aan die binne- en buitekant van die drade gebruik word? Ons moet ook weet hoekom elektriese drade uit twee verskillende materiale bestaan.
Wat is geleiers en nie-geleiers / isolators?
Nie-geleier / Isolator
Ons kan sê dat 'n materiaal of voorwerp elektrisiteit gelei of nie. Maar wat beteken dit? Kom ons stel ondersoek in en vind uit. Om dit te doen gaan ons 'n eenvoudige stroombaan gebruik. Ons gaan verskillende materiale in 'n geslote stroombaan met 'n gloeilamp konnekteer. Ons kan dan maklik sien of die materiaal 'n geleier is.
Hoe sal ons weet indien die materiaal in die eenvoudige stroombaan elektrisiteit gelei? Die gloeilamp sal brand.
Watter tipes materiaal kan ons in 'n elektriese stroombaan gebruik?
Ons kan nie materiale met lae maar betekenisvolle geleiding soos soutwater ondersoek nie. Later is daar 'n verwysing na elektriese skok en die megaande gevare. Die rede hoekom ons geskok word is omdat ons goeie geleiers is. Dit is meestal as geval van die feit dat ons liggame 'n redelike hoeveelheid opgeloste soute bevat. Ook, suiwer water is 'n slegte geleier en bevat minder risiko vir skok. In hierdie ondersoek kan sekere stowwe soos soutwater nie getoets word nie (tensy baie meer batterye in serie gekonnekteer word in die toets baan).
Skryf 'n doel neer vir hierdie ondersoek. MATERIALE EN APPARATE:
Drie stukke elektriese draad 15-20 cm lank met die punte (ongeveer 1 cm) se plastiek isolerende materiaal afgestroop.
Verskeie voorwerpe van verskillende stowwe gemaak is soos:
Metaal skuifspeld (verwyder enige plastiek omhulsel)
Skuifspeld met plastiek omhulsel
glas voorwerp (staaf, pyp of self net 'n stuk glas)
muntstukke (brons en silwer)
papier (gevou om ten minste 4 lae te vorm sodat dit makliker in die stroom gekonnekteer kan word)
potlood (kon punte in die hout)
potlood met beide kante skergemaak sodat die lood uitsteek, toets die lood deel van die potlood.
koeldrank rietjie / strooitjie
Leerders kan in pare werk, of groepe van 3-4. Die doel van hierdie oefening is om eers verskillende stowwe te ondersoek om te sien of hulle elektrisiteit gelei of nie, sodat leerders self tot die gevolgtrekking kom dat geleiers gewoonlik metale is en dan insuleerders (nie-geleiers) gewoonlik nie metale is nie.
Gebruik drie elektrisie drade om die stroombaan op te stel soos hieronder getoon. Let op dat die punte van die twee drade nie raak nie. Wat noem ons so 'n stroombaan?
Teken die stroombaan diagram vir die stroombaan wat getoon word in die skets in die spasie aan die regter kant van die skets.
Toets dat die stroombaan reg gekoppel is deur A en B aan mekaar te raak en dan seker te maak dat die gloeilamp gloei.
Neem die eerste voorwerp in die lys hierbo. Plaas dit tussen die twee drade se punte by A en B.
Die skets hieronder toon hoe om dit te doen. Maak seker dat daar goeie kontak is tussen die voorwerp en die drade se punte.
Maak seker dat leerders alleenlik die punte van die draad aan die voorwerp laat raak en nie self die voorwerp met hulle hande raak terwyl hulle die stroombaan voltooi nie. Dit is om te verhoed dat hulle die stroombaan breek.
Toets elke voorwerp soos hier aangedui met die spyker.
Brand die gloeilamp of nie? Skryf die naam van die voorwerp in die linker of regter kolom van die onderliggende tabel, afhangende van of die gloeilamp brand of nie.
Herhaal vir al die ander voorwerpe op die lys.
Sommige voorwerpe is samestellings van geleiers en isolators. Die klaarblyklik verskillende parte moet ook getoets word. By voorbeeld, 'n mes mag 'n plastiek handvatsel hê, so toets die handvatsel sowel as die metaal lem.
Skryf jou resultate hieronder
Gloeilamp brand nie
Wat het die voorwerpe wat die gloeilamp laat brand in gemeen? Almal van metaal-stowwe gemaak. Die lood van 'n potlood (grafiet) gelei ook. Party metale is beter geleiers as ander.
Wat het al die voorwerpe wat nie die gloeilamp laat brand nie in gemeen? Hul was almal gemaak van nie-metale, soos plastiek, hout, glas, keramiek, ens.
Sommige metale is beter geleiers as ander. As die gloeilamp nie brand met sommige metaal voorwerpe nie, mag dit wees dat die stroom baie swak is. Probeer 'n LED in hierdie geval om te wys dat daar wel 'n stroom is. Wees versigtig! Onthou dat 'n LED slegs gelei in een rigting. dit moet korrek in die stroombaan gekonnekteer word: met die positiewe terminaal van die LED gekonnekteer aan die positiewe terminaal van die battery.
skryf 'n gevolgtrekking vir hierdie ondersoek hieronder. Metale gelei elektrisiteit en nie-metale gelei nie.
As die stroombaan gesluit is, brand die gloeilamp. Ons het voorheen geleer dat in so 'n geval daar 'n elektriese stroom in die stroombaan is. 'n Stof waardeur elektrisiteit kan vloei word 'n geleier van elektrisiteit genoem. Die stof gelei elektrisiteit.
Watse tipe stof laat nie die gloeilam brand nie? Meestal nie-metaal materiale.
Alhoewel die stroombaan gesluit voorkom, brand die gloeilam nie. Wat beteken dit? Daar is nie 'n elektriese stroom in die stroombaan nie.
In hierdie geval is die weg vir die elektriese stroom onderbroke. Ons noem 'n stof wat nie elektrisiteit deurlaat nie 'n isolator.
Ons het hierbo gesien dat die mees bekende geleiers metale is. Koper is die mees algemene stof wat gebruik word vir elektriese bedrading. Silwer is die beste geleier, wat beteken dat dit die materiaal is wat dit die maklikste maak vir 'n elektriese stroom om daardeur te vloei. Silwer is egter duur. Goud roes nie in word gebruik wanneer hoë-gehalte kontakte benodig word. Alhoewel Aliminium 'n metaal is, is dit nie 'n baie goeie geleier nie. Dit word egter soms gebruik waar gewig in ag geneem moet word. Aliminium is nie so swaar soos koper nie.
Ons liggame is ook goeie geleiers van elektrisiteit. Dit is hierom dat 'n elektriese stroom maklik deur jou na die Aarde kan vloei en jou 'n skok gee. Dit is omdat ons liggame meestal bestaan uit water met soute daarin. Water met ander stowwe daar in, soos sout, is 'n goeie geleier van elektrisiteit.
Alle geleiers kan toelaat dat elektriese strome daardeur vloei solank daar genoeg elektriese energie is. Normaalweg is die energie te laag. Die plastiek isolator op 'n elektriese koord is soos diè. Rubber handskoene en skoene sal jou beskerm teen hooftoevoer elektriese stroom, maar nie teen weerlig nie, wat baie hoë energie bevat.
Geleiers en isolators is teenoorgestelde van mekaar!
'n Goeie geleier is 'n swak isolator.
'n Goeie isolator is 'n swak geleier.
Die relevansie van elektriese isolators
Dink aan die elektriese drade wat jy in klas gebruik vir die aktiwiteite. Waarom dink jy is hulle omhul in plastiek? Die plastiek is 'n isolator en voorkom daarom dat jy geskok word. Die plastiek tree op as 'n versperring sodat jy die draad kan hanteer wanneer die stroombaan gesluit is sonder dat die elektrisiteit wat daardeur vloei jou skok.
Elektriese isolators word ook in ander plekke gebruik. Het jy al vantevore opgekyk na kragkabels of telefoonlyne? Jy sal sien dat die pale wat die lyne dra soms van hout gemaak is. Hout gelei nie elektrisiteit nie, dus kan die elektrisiteit nie van die drade in die paal vloei nie.
Somtyds sal jy ook klein wit of gekleurde kappies sien wat die drade vashou soos in die foto hieronder. Hierdie kappies is gamaak van keramiek, wat ook nie elektrisiteit gelei nie.
In hierdie foto is die hout pale en wit keramiek kapies elektriese isolators.Soms is dit veral belangrik om keramiek isolators tussen twee verskillende metaal geleiers te hê om te vermei dat elektrisiteit vloei tussen die twee verskillende dele, soos in die foto hieronder.
Kan jy die donker rooibruin keramiek elektriese isolators sien?
Jy kan ook die elektriese ringe in die foto hieronder uitwys, wat ook elektriese isolators en 'n verdere veiligheidsmaatreël is.
Onthou jy die benoeming van die verskillende dele van 'n gloeilamp? Kyk weer na die prentjie van 'n gloeilamp hieronder en verduidelik hoekom dink jy is die gedeelte wat die elektriese metaal punte (geleiers) van mekaar skei uit glas gemaak.
Die glas is 'n isolator wat vermei dat elektrisiteit vloei deur die bodem van die elektriese punte eerder as die spoel aan die bokant.
Elektrisiëns is mense wiese werk dit is om te werk met elektrisiteit in die bedrading in huise en ander geboue te herstel.
Party stowwe laat toe dat elektriese strome deur hulle vloei. Hierdie stowwe word geleiers genoem.
Party stowwe laat nie toe dat elektriese strome deur hulle vloei nie. Hulle word isolators genoem.
Metale is gewoonlik geleiers en nie-metale is gewoonlik isolators.
Elektriese isolators het belangrike funksies soos on drade te isoleer, of om te beskerm teen elektriese skok, soos in die geval van 'n elektrisiën se rubber handskoene.
Gestel jy het 'n stuk stof gevind. Jy is nie seker wat die stof is nie. Jy wil bepaal of dit 'n goeie geleier of 'n goeie isolator is. Beskryf in woorde wat jy sou doen om te bepaal of die metaal 'n geleier van elektrisiteit is. Stel 'n elektriese stroombaan op soos gedoen in die ondersoek met 'n battery, gloeilamp, en elektriese drade. Twee eindpunte van die draad moet ongekoppeld wees sodat dit 'n oop stroombaan is. Toets die objek/stof deur dit te plaas tussen die twee eindpunte van die drade, om die stroombaan te voltooi. As die stof 'n geleier van elektrisiteit is sal die gloeilamp brand.
Wat is die verskil tussen 'n elektriese geleier en 'n isolator? 'n Elektriese geleier laat toe dat 'n elektriese stroom daardeur vloei (dit sal 'n elektriese stroombaan voltooi) en 'n elektriese isolator laat nie toe dat 'n elektriese stroom daardeur vloei nie (dit sal nie 'n elektriese stroombaan voltooi nie).
Watse tipes stof word gebruik om elektriese drade te maak? Wat is die funksie van die stowwe? 'n Metaal soos koper word aan die binnekant van die draad gebruik, aangesien koper elektrisiteit gelei. Die koper draad word omhul in 'n materiaal soos plastiek, wat 'n nie-geleier is, om mense wat die draad hanteer te beskerm as ook om te verhoed dat die draad 'n elektriese konneksie met ander metaal voorwerpe maak.
Hoekom is nie-geleiers belangrik? Beskerm mense teen elektriese skok; in sekere gevalle teen moontlike dood. Beskerm elektriese toestelle teen.
Maak 'n lys van five nie-geleidende materiale. Glas, plastiek, hout, keramiek, rubber, kalk, papier, karton, ens.
Kyk na die uil wat hier onder op die paal sit. Waarom word die uil nie deur die kragdrade geskok nie? 'n Uil het op 'n paal gaan sit. http://www.flickr.com/photos/vhhammer/6567396763/
Die paal is van hout gemaak en hout gelei nie elektrisiteit nie. Daar is ook keramiek doppies tussen die kragdrade en die paal wat as verdere isolators optree.
Die man in die prentjie hier onder is besig om 'n kragopwekker op te stel. Waarom dra die man handskoene terwyl hy hiermee besig is? Hoekom dra hy ook stewels met dik rubber sole? Hierdie man dra handskoene. http://www.flickr.com/photos/editor/72550973/sizes/l/
Hy dra handskoene wat uit materiaal en rubber gemaak is aangesien hulle elektriese isolators is en hom dus daar teen beskerm om 'n elektriese skok te kry terwyl hy elektriese drade en toestelle hanteer. Die dik sole van sy skoene beskerm hom ook daar teen dat 'n elektriese stroom deur hom in die grond in kan gaan.