基礎:電與麵包板

導體

導體是能讓電荷輕易通過的材料,是電流的暢通大道。金屬是經典例子:銅、鋁、金、銀。原因是金屬裡有一片只被鬆鬆束縛、可以自由漂移的電子之海,所以最輕微的推力(電壓)就能讓它們流動起來。這就是為什麼導線、接點和電路板上的走線都用銅做:你希望電荷能以最少的阻礙抵達目的地。

理想導體的電阻是零,但真實導體有一點點電阻,會把少許能量變成熱。又粗又短的導線導得更好(電阻較低);又細又長的電阻較大,可能會發熱或造成電壓降。鹽水、人體、潮濕的地面也都導電,只是比金屬弱得多,這正是電會危險的原因:你自己也是個很差的導體。

知道什麼會導電、什麼不會,是你接任何線路時第一個要想的事。短路就是在你不想要的地方意外出現的一條導體。即使是好導體也不完美:在大電流或長距離下,它那一點點電阻就會變得重要,造成電壓降和發熱,這正是為什麼輸電線要用粗電纜搭配高電壓,好把電流、也就是把損耗壓低。

一公尺長的細跳線大約有 0.05 Ω;在 2 A 下只浪費 I^2 times R = 4 times 0.05 = 0.2 W,但同樣電流換成更細的線、或在 10 A 下,就可能燙到危險。

即使是看起來完美的導線,也有一點在大電流下會變得重要的電阻。

導體和絕緣體之間沒有一道明確的牆,它是一道光譜。導體只是位在容易流動的那一端,而且連銅的電阻都會隨著變熱而升高。

又稱
導體conductive material