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绝缘体的意思、绝缘体的详细解释

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绝缘体的解释

[insulator] 不易传导热或电的物体。分热、电绝缘体两种

词语分解

专业解析

绝缘体是汉语中一个兼具物理学专业属性和日常语言功能的复合名词。从词源学角度分析,该词由"绝"(阻断)和"缘"(边际)两个语素构成,直观表达"完全阻断边际联系"的原始词义。《现代汉语词典》(第7版)将其定义为"极难传导电流或热量的物质",在词性标注中兼属名词和形容词,既可指具体物质材料,也可描述隔绝状态。

在物理学科领域,国家标准GB/T 2900.5-2020《电工术语 绝缘材料》将其细化为"体积电阻率超过10⁸Ω·m的固态材料",典型代表包括陶瓷、橡胶等材料。其微观特征表现为原子外层电子被紧密束缚,无法自由移动形成电流,该特性由能带理论可推导为:

$$ E_g > 5eV $$

其中$E_g$表示禁带宽度,该公式量化了绝缘体与半导体材料的本质区别。从材料学视角,《材料科学手册》将绝缘体分为有机(如聚乙烯)和无机(如云母)两大体系,其介电强度普遍超过20kV/mm,这一特性使其在电力设备中承担关键隔离功能。

语言学层面,《汉语大词典》收录该词最早见于1933年《电工学术语词典》,随着科技进步,其语义场已扩展至社会学领域,喻指人际关系中的隔离状态。该词的构词法采用"动词+名词"的偏正结构,符合汉语科技术语构成的基本规律。

网络扩展解释

绝缘体是指导电能力极差、几乎不传导电流的物质或材料,其核心特征在于内部自由电荷极少,难以形成电流。以下是详细解释:

  1. 电子结构特性 绝缘体的原子结构中,价带(电子占据的能级)与导带(空置的能级)之间存在较大的能隙(通常超过5eV)。电子需要极高能量(如强电场或高温)才能跃迁到导带,因此常温下无法自由移动形成电流。

  2. 主要物理性质

    • 高电阻率:电阻率通常在10⁸ Ω·m以上,例如橡胶(10¹³ Ω·m)、玻璃(10¹² Ω·m)。
    • 介电强度:能承受高电压而不被击穿,如陶瓷可耐受数千伏电压。
    • 热稳定性:多数绝缘体耐高温,如云母可在500℃下保持性能。
  3. 常见材料与应用

    • 天然材料:云母(用于电容器)、石棉(已逐步淘汰)。
    • 合成材料:PVC塑料(电线外皮)、环氧树脂(电路板基材)、陶瓷(高压绝缘子)。
  4. 特殊现象 当外加电压超过击穿电压时,绝缘体会发生电离并导电,公式为: $$ V_b = E_b cdot d $$ 其中$V_b$为击穿电压,$E_b$为材料介电强度,$d$为厚度。

  5. 与半导体的区别 半导体(如硅)的能隙较小(约1eV),可通过掺杂或升温显著提升导电性,而绝缘体的能隙更大且导电性几乎不随温度变化。

绝缘体在电力传输、电子设备防护、高温环境隔离等领域有不可替代的作用,其选择需综合考虑介电性能、机械强度及环境适应性。

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