Przykłady materiałów przewodzących i izolujących

Materiały przewodzące to takie, które mogą łatwo przenosić energię , podczas gdy izolatory to takie, które stawiają duży opór przepływowi energii . Ponieważ istnieją różne formy energii, istnieją również różne rodzaje przewodników. Ponadto dla każdego rodzaju przewodnika istnieje odpowiednik, który jest izolatorem dla tego konkretnego rodzaju energii.

Następnie przedstawiamy różne rodzaje istniejących przewodników i izolatorów, a także przykłady materiałów o tych właściwościach.

Przewody elektryczne i izolatory

Jak sama nazwa wskazuje, przewodniki elektryczne to te, które mogą łatwo przenosić energię elektryczną. Charakteryzują się tym, że mają w swojej strukturze naładowane elektrycznie cząstki, które mogą się swobodnie poruszać, a zatem mogą poruszać się w materiale, gdy przyłoży się do niego pole elektryczne.

Cząstkami tymi mogą być elektrony luźno związane z jądrami atomowymi, jak w przypadku metali, lub jony naładowane dodatnio lub ujemnie , jak w przypadku stopionych soli i roztworów elektrolitów.

Tak jak istnieją przewodniki elektryczne, istnieją również izolatory elektryczne , które są materiałami, które nie są zdolne do przewodzenia prądu elektrycznego. Charakteryzują się wysoką rezystywnością elektryczną i strukturą, w której nie ma swobodnie naładowanych cząstek: wszystkie elektrony są unieruchomione lub ograniczone do otoczenia jądra lub, w przypadku elektronów wiążących, dwóch jąder.

Wiele niemetali to zwykle izolatory elektryczne, ale nie wszystkie. W rzeczywistości istnieją pewne niemetale, takie jak grafit, które są bardzo dobrymi przewodnikami elektrycznymi.

Przykłady przewodników elektrycznych

Poniżej znajduje się lista 24 przewodników elektrycznych ułożonych w malejącej kolejności przewodnictwa elektrycznego, czyli od najlepszego do najgorszego przewodnika elektrycznego.

• Srebro (najbardziej przewodzący znany metal)
• Miedź
• Złoto
• Aluminium
• molibden
• Cynk
• Mosiądz
• Nikiel
• Lit
• Stal
• Paladium
• Platyna
• Wolfram
• Cyna
• Brąz 67Cu33Sn
• Stal węglowa
• Węgiel
• Ołów
• Tytan
• Stal nierdzewna 304 EN1.4301
• Stal nierdzewna 316L EN1.4404
• Stal nierdzewna 310 EN1.4841
• Rtęć
• FeCrAl
• grafit węglowy

Przykłady izolatorów elektrycznych

Jak pokazano na poniższej liście, wśród materiałów elektroizolacyjnych niektóre są niemetalami, inne są substancjami organicznymi, a jeszcze inne są nieorganiczne:

• węgiel (diament)
• German
• Woda pitna
• Krzem
• Drewno (mokre)
• Dejonizowana woda
• Szkło
• twarda guma
• Drewno (suszone w piecu)
• Siarka
• Powietrze
• parafina
• stopiony kwarc
• Plastik PET
• teflon

Przewody cieplne i izolatory

Przewodniki cieplne to materiały zdolne do przenoszenia energii w postaci ciepła (energii cieplnej) z jednego punktu do drugiego dzięki różnicy temperatur. Materiały te to często metale, ale wśród niemetali występują również inne rodzaje przewodników ciepła.

Należy zauważyć, że często zdarza się, że materiał, który jest dobrym przewodnikiem elektrycznym, jest również dobrym przewodnikiem termicznym i odwrotnie. Jest to typowa cecha metali. Jednak nie zawsze tak jest.

Z drugiej strony izolatory termiczne to takie, które źle przewodzą ciepło. Jednymi z najlepszych izolatorów termicznych są materiały ceramiczne. W innych przypadkach są to substancje organiczne, jak ma to miejsce w przypadku celulozy. Ogólnie rzecz biorąc, im mniej gęsty jest materiał, tym lepszy będzie izolator ciepła, dlatego gazy, takie jak powietrze, są zwykle bardzo dobrymi izolatorami ciepła.

Przykłady przewodników ciepła

• Diament (jest największym znanym człowiekowi przewodnikiem ciepła)
• Srebro
• Miedź
• Złoto
• Aluminium
• Wolfram
• Mosiądz
• molibden
• węgiel
• Cynk
• Platyna
• Nikiel
• Brąz 67Cu33Sn
• Lit
• Stal
• Paladium
• Cyna
• Stal węglowa
• Ołów

Przykłady izolatorów termicznych

Od najlepszego do najgorszego izolatora termicznego, oto kilka

• aerożel krzemionkowy
• Pianka poliuretanowa
• styropian
• włókno szklane lub piankowe
• alkohole i oleje
• Drewno
• Szkło akrylowe ( pleksi v045i)
• Śnieg (suchy)
• teflon
• Woda

Przewodniki i izolatory akustyczne

Inną formą energii, która może być przenoszona przez materiały, jest energia w postaci fal ciśnienia, czyli w postaci dźwięku. Materiały zdolne do przenoszenia tego rodzaju energii nazywane są przewodnikami akustycznymi.

Materiały te są często stosowane w produkcji instrumentów muzycznych, gdzie pożądane jest, aby dźwięk wytwarzany przez instrument mógł wydobywać się i rozchodzić.

Odpowiednikiem przewodników akustycznych są materiały izolujące akustycznie, które słabo przewodzą dźwięk. Charakteryzują się tłumieniem dźwięku przechodzącego przez nie, dzięki czemu są w stanie pochłonąć część energii niesionej przez falę.

Ta klasa materiałów jest bardzo często stosowana jako powłoki na ścianach obudów w celu zmniejszenia ilości hałasu dochodzącego z zewnątrz lub zapobiegania wydostawaniu się hałasu z wnętrza. Są powszechne w studiach nagraniowych, zarówno muzycznych, jak i radiowych.

Przykłady przewodników akustycznych

• Szkło
• metale
• płyny
• trochę lasów

Przykłady izolatorów akustycznych

• Pianka akustyczna
• Winyl o wysokiej gęstości
• poliuretan
• geowłóknina
• Wełna mineralna lub włókno szklane
• płyty asfaltowe

Bibliografia

Arregui, F. (2020, 28 grudnia). Naturalne przewodniki prądu elektrycznego . Regulatory napięcia i UPS firmy Vogar. https://vogar.com.mx/blog/conductores-de-electricidad-naturales

Kable i przewody. (nd). materiały przewodzące prąd elektryczny . CablesyConductores.com. https://cablesyconductores.com/materiales-conductores-de-electricidad/

Przewodzenie ciepła . (nd). Chemia.ES. https://www.quimica.es/enciclopedia/Conducci%C3%B3n_de_calor.html

ElBlogVerde.com. https://elblogverde.com/materiales-conductores-materiales-aislantes/

Akustyka europejska. (2020, 19 czerwca). Jakie są najczęściej stosowane rodzaje izolacji akustycznej? EuropeanAcustica.com. https://www.europeanacustica.com/islamiento-acustico/tipos-de-acusticos-mas-utilizados