Zrozumienie przewodników elektrycznych, cieplnych i dźwiękowych

W nauce a konduktor jest materiał, który pozwala na przepływ energii. Materiałem umożliwiającym przepływ naładowanych cząstek jest przewodnik elektryczny. Materiałem umożliwiającym przenoszenie energii cieplnej jest przewodnik cieplny lub przewodnik ciepła. Chociaż przewodność elektryczna i przewodność cieplna są najczęstsze, można przenosić inne rodzaje energii. Na przykład materiałem, który umożliwia przechodzenie dźwięku, jest przewodnik dźwiękowy (akustyczny) (przewodnictwo dźwiękowe odnosi się do przepływu płynu w inżynierii).

Podczas gdy przewodnik przesyła energię, izolator spowalnia lub zatrzymuje jego przejście. Niektóre materiały mogą być jednocześnie przewodnikiem i izolatorem dla różnych form energii. Na przykład większość diamenty przewodzą ciepło wyjątkowo dobrze, ale są izolatorami elektrycznymi. Metale przewodzą ciepło, elektryczność i dźwięk.

Przewodniki elektryczne przenoszą ładunek elektryczny w jednym lub więcej kierunkach. Każda naładowana cząstka może być jednak przenoszona, ponieważ elektrony otaczają atomy, podczas gdy protony są zwykle związane w jądrze, elektrony poruszają się znacznie częściej niż protony. Obciążony dodatnio lub ujemnie

To, jak dobrze dany materiał pozwala na przepływ ładunku, zależy nie tylko od jego składu, ale także od jego wymiarów. Gruby drut miedziany jest lepszym przewodnikiem niż cienki; krótki drut przewodzi lepiej niż długi. Nazywa się sprzeciw wobec przepływu ładunków opór elektryczny. Większość metali to przewodniki elektryczne.

Oto kilka przykładów doskonałych przewodników elektrycznych:

• Srebro
• Złoto
• Miedź
• Woda morska
• Stal
• Grafit

Przykłady izolatorów elektrycznych obejmują:

• Szkło
• Większość tworzyw sztucznych
• Czysta woda

Większość metali jest również doskonałymi przewodnikami ciepła. Przewodność cieplna to przenoszenie ciepła. Dzieje się tak, gdy cząsteczki subatomowe, atomy lub cząsteczki zyskują energia kinetyczna i zderzają się ze sobą.

Przewodnictwo cieplne zawsze przesuwa się w kierunku od najwyższego do najniższego ciepła (od gorącego do zimnego) i zależy nie tylko od charakteru materiału, ale także od różnicy temperatur między nimi. Chociaż przewodnictwo cieplne występuje we wszystkich stanach materii, jest ono największe w ciałach stałych, ponieważ cząsteczki są upakowane bliżej siebie niż w cieczach lub gazach.

Przykłady dobrych przewodników cieplnych obejmują:

• Stal
• Rtęć
• Beton
• Granit

Przykłady izolatorów termicznych obejmują:

• Wełna
• Jedwab
• Większość tworzyw sztucznych
• Izolacja
• Pióra
• Powietrze
• woda

Przesyłanie dźwięku przez materiał zależy od gęstości materii, ponieważ fale dźwiękowe wymagają medium do przemieszczania się. Tak więc substancje o większej gęstości są lepszymi przewodnikami dźwięku niż materiały o niskiej gęstości. Próżnia w ogóle nie przenosi dźwięku.

Przykłady dobrych przewodników dźwiękowych obejmują:

• Prowadzić
• Stal
• Beton

Przykładami słabych przewodników dźwiękowych są:

• Pióra
• Powietrze
• Karton