Tabla de Contenidos
วัสดุ นำไฟฟ้า เป็นวัสดุที่สามารถส่งผ่านพลังงานได้ง่ายในขณะที่ฉนวนเป็นวัสดุที่มีความต้านทานสูงต่อการไหลของพลังงานดังกล่าว เนื่องจากมีพลังงานรูปแบบต่างๆ กัน ตัวนำจึงมีหลายประเภท นอกจากนี้ ตัวนำแต่ละประเภทยังมีตัวนำที่เป็นฉนวนสำหรับพลังงานชนิดนั้นๆ
ต่อไป เราจะนำเสนอตัวนำและฉนวนประเภทต่างๆ ที่มีอยู่ ตลอดจนตัวอย่างวัสดุที่มีคุณสมบัติเหล่านี้
ตัวนำไฟฟ้าและฉนวน
ตามชื่อของมันตัวนำไฟฟ้าคือตัวนำที่สามารถส่งพลังงานไฟฟ้าได้ง่าย อนุภาคเหล่านี้มีลักษณะพิเศษคือมีอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าอยู่ในโครงสร้างซึ่งเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ดังนั้นจึงสามารถเคลื่อนที่ผ่านวัสดุได้เมื่อมีการใช้สนามไฟฟ้ากับมัน
อนุภาคเหล่านี้อาจเป็นอิเล็กตรอนที่จับกับนิวเคลียสของอะตอมอย่างหลวมๆ เช่น ในกรณีของโลหะ หรืออาจเป็นไอออน ที่มีประจุบวกหรือประจุลบ ก็ได้ เช่น ในกรณีของเกลือหลอมเหลวและสารละลายอิเล็กโทรไลต์
เช่นเดียวกับที่มีตัวนำไฟฟ้า ฉนวนไฟฟ้าก็มีเช่นกันซึ่งเป็นวัสดุที่ไม่สามารถนำไฟฟ้าได้ มีลักษณะเฉพาะคือมีความต้านทานไฟฟ้าสูงและมีโครงสร้างที่ไม่มีอนุภาคที่มีประจุอิสระ อิเล็กตรอนทั้งหมดจะจับจ้องหรือกักขังไว้ในบริเวณรอบๆ นิวเคลียส หรือในกรณีของอิเล็กตรอนที่สร้างพันธะ ของนิวเคลียสสองนิวเคลียส
อโลหะหลายชนิดมักจะเป็นฉนวนไฟฟ้า แต่ไม่ใช่ทั้งหมด ในความเป็นจริง มีอโลหะบางชนิด เช่น กราไฟต์ ซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีมาก
ตัวอย่างตัวนำไฟฟ้า
ด้านล่างนี้คือรายชื่อตัวนำไฟฟ้า 24 ชนิดที่จัดเรียงตามค่าการนำไฟฟ้าจากมากไปหาน้อย นั่นคือ จากตัวนำไฟฟ้าที่ดีที่สุดไปหาแย่ที่สุด
- เงิน (โลหะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่รู้จักมากที่สุด)
- ทองแดง
- ทอง
- อลูมิเนียม
- โมลิบดีนัม
- สังกะสี
- ทองเหลือง
- นิกเกิล
- ลิเธียม
- เหล็ก
- แพลเลเดียม
- แพลทินัม
- ทังสเตน
- ดีบุก
- บรอนซ์ 67Cu33Sn
- เหล็กกล้าคาร์บอน
- คาร์บอน
- ตะกั่ว
- ไทเทเนียม
- สแตนเลส 304 EN1.4301
- สแตนเลส 316L EN1.4404
- สแตนเลส 310 EN1.4841
- ปรอท
- FeCrAl
- คาร์บอนกราไฟท์
ตัวอย่างของฉนวนไฟฟ้า
ดังที่แสดงในรายการต่อไปนี้ ในบรรดา วัสดุ ฉนวนไฟฟ้ามีบางชนิดที่ไม่ใช่โลหะ บางชนิดเป็นสารอินทรีย์ และบางชนิดก็เป็นอนินทรีย์ด้วย:
- คาร์บอน (เพชร)
- เจอร์เมเนียม
- น้ำดื่ม
- ซิลิคอน
- ไม้ (เปียก)
- น้ำปราศจากไอออน
- กระจก
- ยางแข็ง
- ไม้ (อบแห้งในเตาเผา)
- กำมะถัน
- อากาศ
- ขี้ผึ้งพาราฟิน
- ควอตซ์ผสม
- พลาสติกเพท
- เทฟล่อน
ตัวนำความร้อนและฉนวน
ตัวนำความร้อนเป็นวัสดุที่สามารถส่งพลังงานในรูปของความร้อน (พลังงานความร้อน) จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งโดยอาศัยความแตกต่างของอุณหภูมิ วัสดุเหล่านี้มักเป็นโลหะ แต่ยังมีตัวนำความร้อนประเภทอื่นในหมู่อโลหะด้วย
ควรสังเกตว่าบ่อยครั้งที่วัสดุที่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีก็เป็นตัวนำความร้อนที่ดีเช่นกัน และในทางกลับกัน นี่เป็นลักษณะทั่วไปของโลหะ อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป
ในทางกลับกันฉนวนความร้อนเป็นฉนวนที่นำความร้อนได้ไม่ดี ฉนวนความร้อนที่ดีที่สุดคือวัสดุเซรามิก ในกรณีอื่นๆ สารเหล่านี้เป็นสารอินทรีย์ เช่นเดียวกับเซลลูโลส โดยทั่วไป ยิ่งวัสดุมีความหนาแน่นน้อย ก็ยิ่งเป็นฉนวนความร้อนได้ดี ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมก๊าซ เช่น อากาศ มักจะเป็นฉนวนความร้อนที่ดีมาก
ตัวอย่างตัวนำความร้อน
- เพชร (เป็นตัวนำความร้อนที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่มนุษย์รู้จัก)
- เงิน
- ทองแดง
- ทอง
- อลูมิเนียม
- ทังสเตน
- ทองเหลือง
- โมลิบดีนัม
- คาร์บอน
- สังกะสี
- แพลทินัม
- นิกเกิล
- บรอนซ์ 67Cu33Sn
- ลิเธียม
- เหล็ก
- แพลเลเดียม
- ดีบุก
- เหล็กกล้าคาร์บอน
- ตะกั่ว
ตัวอย่างของฉนวนความร้อน
จากฉนวนกันความร้อนที่ดีที่สุดไปจนถึงแย่ที่สุด นี่คือบางส่วน
- ซิลิกาแอโรเจล
- โฟมโพลียูรีเทน
- สไตรีนที่ขยายตัว
- ไฟเบอร์กลาสหรือแก้วโฟม
- แอลกอฮอล์และน้ำมัน
- ไม้
- แก้วอะคริลิก ( ลูกแก้ว v045i)
- หิมะ (แห้ง)
- เทฟล่อน
- น้ำ
ตัวนำเสียงและฉนวน
พลังงานอีกรูปแบบหนึ่งที่สามารถส่งผ่านวัสดุได้คือพลังงานในรูปของคลื่นความดัน ซึ่งก็คือในรูปของเสียง วัสดุที่สามารถส่งพลังงานประเภทนี้เรียกว่าตัวนำอะคูสติก
วัสดุเหล่านี้มักใช้ในการผลิตเครื่องดนตรีที่ต้องการให้เสียงที่ผลิตโดยเครื่องดนตรีสามารถออกมาและเผยแพร่ได้
คู่ของตัวนำอะคูสติกคือวัสดุฉนวนอะคูสติกซึ่งส่งสัญญาณเสียงได้ไม่ดีนัก พวกมันมีลักษณะเฉพาะโดยการลดทอนเสียงเมื่อมันผ่านไป ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกมันจึงสามารถดูดซับพลังงานส่วนหนึ่งที่พัดพามาจากคลื่นได้
วัสดุประเภทนี้มักใช้เป็นวัสดุเคลือบผนังของตู้เพื่อลดเสียงรบกวนที่เข้ามาจากภายนอกหรือป้องกันเสียงรบกวนจากภายในไม่ให้เล็ดลอดออกไป มีอยู่ทั่วไปในสตูดิโอบันทึกเสียง ไม่ว่าจะเป็นดนตรีหรือวิทยุ
ตัวอย่างตัวนำอะคูสติก
- กระจก
- โลหะ
- ของเหลว
- ไม้บางชนิด
ตัวอย่างฉนวนกันเสียง
- โฟมอะคูสติก
- ไวนิลความหนาแน่นสูง
- ยูรีเทน
- ผ้าใยสังเคราะห์
- ขนหินหรือไฟเบอร์กลาส
- แผ่นยางมะตอย
อ้างอิง
Arregui, F. (2020, 28 ธันวาคม). ตัวนำไฟฟ้าตามธรรมชาติ . ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า Vogar และ UPS https://vogar.com.mx/blog/conductores-de-electricidad-naturales
สายเคเบิลและตัวนำ (น). วัสดุนำไฟฟ้า . CablesyConductores.com https://cablesyconductores.com/materiales-conductores-de-electricidad/
การนำความร้อน . (น). เคมี.ศ. https://www.quimica.es/enciclopedia/Conducci%C3%B3n_de_calor.html
ElBlogVerde.com https://elblogverde.com/materiales-conductores-materiales-aislantes/
อะคูสติกยุโรป (2563, 19 มิถุนายน). ฉนวนกันเสียงชนิดใดที่ใช้บ่อยที่สุด? EuropeanAcustica.com https://www.europeanacustica.com/islamiento-acustico/tipos-de-acusticos-mas-utilizados