Tabla de Contenidos
Johtavia materiaaleja ovat ne, jotka voivat helposti siirtää energiaa , kun taas eristimet ovat sellaisia, jotka vastustavat korkeaa energiavirtausta . Koska on olemassa erilaisia energiamuotoja, on myös erilaisia johtimia. Lisäksi jokaiselle johdintyypille on myös vastine, joka on eriste kyseiselle energiatyypille.
Seuraavaksi esittelemme olemassa olevia erityyppisiä johtimia ja eristeitä sekä esimerkkejä materiaaleista, joilla on näitä ominaisuuksia.
Sähköjohtimet ja eristimet
Kuten nimestä voi päätellä, sähköjohtimet ovat sellaisia, jotka voivat helposti siirtää sähköenergiaa. Niille on ominaista se, että niiden rakenteessa on sähköisesti varattuja hiukkasia, jotka liikkuvat vapaasti ja voivat siten liikkua materiaalin läpi, kun siihen kohdistetaan sähkökenttä.
Nämä hiukkaset voivat olla löyhästi atomiytimiin sitoutuneita elektroneja, kuten metallien tapauksessa, tai ne voivat olla positiivisesti tai negatiivisesti varautuneita ioneja , kuten sulien ja elektrolyyttiliuosten tapauksessa.
Aivan kuten on sähköjohtimia, on myös sähköeristeitä , jotka ovat materiaaleja, jotka eivät pysty johtamaan sähköä. Niille on tunnusomaista korkea sähkövastus ja rakenteet, joissa ei ole vapaita varautuneita hiukkasia: kaikki elektronit ovat kiinnittyneitä tai rajoittuneita ytimen tai sitoutuvien elektronien tapauksessa kahteen ytimeen.
Monet epämetallit ovat yleensä sähköeristeitä, mutta eivät kaikki. Itse asiassa jotkut ei-metallit, kuten grafiitti, ovat erittäin hyviä sähköjohtimia.
Esimerkkejä sähköjohtimista
Alla on luettelo 24 sähköjohtimesta, jotka on järjestetty sähkönjohtavuuden mukaan laskevaan järjestykseen, eli parhaasta huonoimpaan sähköjohtimeen.
- Hopea (johtavin tunnettu metalli)
- Kupari
- Kulta
- Alumiini
- Molybdeeni
- Sinkki
- Messinki
- Nikkeli
- Litium
- Teräs
- Palladium
- Platina
- Volframi
- Tina
- Pronssi 67Cu33Sn
- Hiiliteräs
- Hiili
- Johtaa
- Titaani
- Ruostumaton teräs 304 EN1.4301
- 316L ruostumaton teräs EN1.4404
- Ruostumaton teräs 310 EN1.4841
- Merkurius
- FeCrAl
- hiiligrafiitti
Esimerkkejä sähköeristeistä
Kuten seuraavasta luettelosta ilmenee, sähköeristysmateriaalien joukossa on ei-metalleja, toiset ovat orgaanisia aineita ja toiset ovat myös epäorgaanisia:
- hiili (timantti)
- germaaniumia
- Juomavesi
- Pii
- Puu (märkä)
- Deionisoitu vesi
- Lasi
- kovaa kumia
- Puu (uunikuivattua)
- Rikki
- ilmaa
- parafiini
- sulatettua kvartsia
- PET-muovia
- teflonia
Lämmönjohtimet ja eristimet
Lämmönjohtimet ovat materiaaleja, jotka pystyvät siirtämään energiaa lämmön muodossa (lämpöenergia) pisteestä toiseen lämpötilaeron vaikutuksesta. Nämä materiaalit ovat usein metalleja, mutta ei-metallien joukossa on myös muita lämmönjohtimia.
On huomattava, että usein käy niin, että hyvä sähkönjohdin materiaali on myös hyvä lämmönjohdin ja päinvastoin. Tämä on tyypillinen metallien ominaisuus. Aina se ei kuitenkaan ole niin.
Toisaalta lämpöeristeet ovat sellaisia, jotka eivät johda lämpöä hyvin. Jotkut parhaista lämmöneristeistä ovat keraamisia materiaaleja. Muissa tapauksissa ne ovat orgaanisia aineita, kuten selluloosa. Yleensä mitä vähemmän tiheä materiaali on, sitä parempi lämmöneristys se on, minkä vuoksi kaasut, kuten ilma, ovat yleensä erittäin hyviä lämmöneristeitä.
Esimerkkejä lämmönjohtimista
- Timantti (se on suurin ihmisen tuntema lämmönjohdin)
- Hopea
- Kupari
- Kulta
- Alumiini
- Volframi
- Messinki
- Molybdeeni
- Carbone
- Sinkki
- Platina
- Nikkeli
- Pronssi 67Cu33Sn
- Litium
- Teräs
- Palladium
- Tina
- Hiiliteräs
- Johtaa
Esimerkkejä lämmöneristeistä
Tässä on joitain parhaasta huonoimpaan lämmöneristimeen
- silikaaerogeeli
- Polyuretaanivaahto
- paisutettu polystyreeni
- lasikuitu tai vaahtolasi
- alkoholit ja öljyt
- Puu
- Akryylilasi ( plexiglas v045i)
- Lunta (kuivaa)
- teflonia
- Vesi
Akustiset johtimet ja eristimet
Toinen energiamuoto, joka voidaan siirtää materiaalien kautta, on energia paineaaltojen muodossa, toisin sanoen äänen muodossa. Materiaaleja, jotka pystyvät siirtämään tämän tyyppistä energiaa, kutsutaan akustisiksi johtimiksi.
Näitä materiaaleja käytetään usein soittimien valmistuksessa, kun halutaan, että soittimen tuottama ääni voi tulla ulos ja levitä.
Akustisten johtimien vastineet ovat akustisia eristäviä materiaaleja, jotka eivät ole hyviä välittämään ääntä. Niille on ominaista vaimentaa ääntä sen kulkeutuessaan sen läpi, minkä vuoksi ne pystyvät absorboimaan osan aallon kuljettamasta energiasta.
Tätä materiaaliluokkaa käytetään hyvin usein kotelon seinien pinnoitteina vähentämään ulkopuolelta tulevaa melua tai estämään sisäpuolelta tulevan melun poistumista. Ne ovat yleisiä äänitysstudioissa, olipa kyse sitten musiikista tai radiosta.
Esimerkkejä akustisista johtimista
- Lasi
- Metallit
- nesteitä
- joitain metsiä
Esimerkkejä äänieristeistä
- Akustinen vaahto
- Korkean tiheyden vinyyli
- polyuretaani
- geotekstiili
- Kivivillaa tai lasikuitua
- asfalttilevyt
Viitteet
Arregui, F. (2020, 28. joulukuuta). Luonnolliset sähkönjohtimet . Vogar Jännitesäätimet ja UPS. https://vogar.com.mx/blog/conductores-de-electricidad-naturales
Kaapelit ja johtimet. (nd). sähköä johtavia materiaaleja . CablesyConductores.com. https://cablesyconductores.com/materiales-conductores-de-electricidad/
Lämmönjohtavuus . (nd). Kemia.ES. https://www.quimica.es/enciclopedia/Conducci%C3%B3n_de_calor.html
ElBlogVerde.com. https://elblogverde.com/materiales-conductores-materiales-aislantes/
Eurooppalainen akustiikka. (2020, 19. kesäkuuta). Mitkä ovat yleisimmin käytetyt äänieristystyypit? EuropeanAcustica.com. https://www.europeanacustica.com/islamiento-acustico/tipos-de-acusticos-mas-utilizados
