10 exemple de conductoare electrice și izolatoare

Ce face din material un conductor sau un izolator? Mai simplu spus, conductorii electrici sunt materiale care conduce electricitatea iar izolatorii sunt materiale care nu. Dacă o substanță conduce electricitatea este determinată de cât de ușor pot trece electronii prin ea.

Conductivitatea electrică este dependentă de mișcarea electronilor, deoarece protonii și neutronii nu se mișcă - sunt legați de alți protoni și neutroni din nucleele atomice.

electroni de valență sunt ca planetele exterioare orbitând o stea. Sunt atrase suficient de atomii lor pentru a rămâne în poziție, dar nu este întotdeauna nevoie de multă energie pentru a le elimina din loc - acești electroni transportă cu ușurință curenți electrici. Substanțele anorganice, cum ar fi metalele și plasmele care pierd și câștigă cu ușurință electroni deasupra listei de conductori.

Molecule organice sunt în mare parte izolatori pentru că sunt ținuți împreună legături covalente (electroni partajate) și pentru că legătura cu hidrogenul ajută la stabilizarea multor molecule. Majoritatea materialelor nu sunt nici bune conductoare, nici izolatori buni, ci undeva la mijloc. Acestea nu se comportă ușor, dar dacă este furnizată suficientă energie, electronii se vor mișca.

Unele materiale în formă pură sunt izolatoare, dar vor conduce dacă sunt dopate cu cantități mici de alt element sau dacă conțin impurități. De exemplu, majoritatea ceramicii sunt izolatori excelenți, dar dacă le faceți față, puteți crea un superconductor. Apa pură este un izolator, apa murdară se comportă slab, iar apa sărată - cu ionii săi plutitori liberi - se comportă bine.

Cel mai bun conductor electric, în condiții de temperatură și presiune obișnuite, este element metalic argint. Argintul nu este întotdeauna o alegere ideală ca material, pentru că este scump și sensibil la ternire, iar stratul de oxid cunoscut sub numele de lac nu este conductor.

În mod similar, rugina, verdigrisul și alte straturi de oxid reduc conductivitatea chiar și în cele mai puternice conductoare. Cel mai eficient electric conductori sunt:

1. Argint
2. Aur
3. Cupru
4. Aluminiu
5. Mercur
6. Oţel
7. Fier
8. Apa de mare
9. Beton
10. Mercur

Alți conductori puternici includ:

• Platină
• Alamă
• Bronz
• Grafit
• Apa murdara
• Suc de lămâie

Încărcările electrice nu circulă liber prin izolatoare. Aceasta este o calitate ideală în multe cazuri - izolatorii puternici sunt adesea folosiți pentru acoperirea sau asigurarea unei bariere între conductori pentru a menține curenții electrici sub control. Acest lucru poate fi observat în cablurile și cablurile acoperite cu cauciuc. Cele mai eficiente izolatoare electrice sunt:

1. Cauciuc
2. Sticlă
3. Apa pura
4. Ulei
5. Aer
6. Diamant
7. Lemn uscat
8. Bumbac uscat
9. Plastic
10. Asfalt

Alți izolatori puternici includ:

• Fibra de sticla
• Hârtie uscată
• Porţelan
• Ceramică
• Cuarţ

Forma și dimensiunea unui material afectează conductivitatea acestuia. De exemplu, o bucată groasă de materie se va comporta mai bine decât o bucată subțire de aceeași dimensiune și lungime. Dacă aveți două bucăți dintr-un material cu aceeași grosime, dar una este mai scurtă decât cealaltă, cea mai scurtă se va comporta mai bine deoarece piesa mai scurtă are o rezistență mai mică, în același mod în care este mai ușor să forțezi apa printr-o țeavă scurtă decât una lungă unu.

Temperatura afectează, de asemenea, conductivitatea. Pe măsură ce temperatura crește, atomii și electronii lor câștigă energie. Unii izolatori precum sticla sunt conductoare slabe atunci când sunt reci, dar bune pentru căldură; majoritatea metalelor sunt conductoare mai bune atunci când sunt reci și mai puțin eficiente când sunt fierbinți. niste buni conductori deveni supraconductori la temperaturi extrem de scăzute.

Uneori conducerea în sine schimbă temperatura unui material. Electronii circulă prin conductoare fără a deteriora atomii sau a provoca uzura. Cu toate acestea, electronii în mișcare au rezistență. Din această cauză, fluxul de curenți electrici poate încălzi materiale conductoare.