Chất dẫn điện và chất cách điện

Chất dẫn điện và chất cách điện luôn được sử dụng song song với nhau để hỗ trợ nhau cùng quản lý dòng điện một cách an toàn và hiệu quả nhất.

Chất dẫn điện là gì?

Bạc là kim loại dẫn điện tốt nhất

Chất dẫn điện là vật liệu hoặc chất cho phép dòng điện chạy qua chúng. Chúng có thể dẫn điện vì chúng cho phép các electron chảy bên trong chúng rất dễ dàng. Chất dẫn điện có đặc tính này cho phép chuyển đổi nhiệt hoặc ánh sáng từ nguồn này sang nguồn khác.

Kim loại, con người, trái đất và cơ thể động vật đều là chất dẫn điện. Đây là lý do trên thế giới thường xảy ra tình trạng điện giật gây nguy hiểm cho con người. Lý do chính là cơ thể người một chất dẫn tốt, cho phép một đường dẫn không có điện trở để dòng điện chạy từ dây đến cơ thể chúng ta.

Các dây dẫn có các electron tự do trên bề mặt của nó cho phép dòng điện đi qua. Đây là lý do tại sao dây dẫn có thể dẫn điện.

Ví dụ một số chất dẫn điện gồm:

  • Bạc là chất dẫn điện tốt nhất. Tuy nhiên, nó rất tốn kém và vì vậy, chúng không được sử dụng trong các ngành công nghiệp và truyền tải điện.
  • Đồng, đồng thau, thép, vàng và nhôm là những chất dẫn điện tốt. Chúng được sử dụng chủ yếu trong các mạch điện và hệ thống dưới dạng dây.
  • Thủy ngân là một chất dẫn lỏng tuyệt vời được sử dụng trong nhiều dụng cụ.
  • Khí không phải là chất dẫn điện tốt vì các hạt vật chất ở khá xa và do đó, chúng không thể dẫn điện .

Ứng dụng của chất dẫn điện

Chất dẫn điện khá hữu ích theo nhiều cách. Chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng thực tế như:

  • Thủy ngân là một thành phần phổ biến trong nhiệt kế để kiểm tra nhiệt độ của cơ thể.
  • Nhôm có tác dụng để lưu trữ thực phẩm và cả trong sản xuất các dụng cụ nấu ăn để lưu trữ nhiệt nhanh chóng.
  • Sắt là phổ biến trong sản xuất động cơ xe để dẫn nhiệt.
  • Các tấm sắt được làm bằng thép để hấp thụ nhiệt nhanh chóng.
  • Các chất dẫn điện tìm thấy trong bộ tản nhiệt xe hơi để loại bỏ nhiệt ra khỏi động cơ.

Chất cách điện là gì?

Hổ phách - Chất cách điện tự nhiên

Chất cách điện là vật liệu hoặc chất chống lại hoặc không cho phép dòng điện chạy qua chúng. Chúng chủ yếu là chất rắn trong tự nhiên. Tính chất làm cho chất cách điện khác với dây dẫn là điện trở suất của nó.

Gỗ, vải, thủy tinh, mica và thạch anh là một số ví dụ điển hình của chất cách điện. Chất cách điện cũng là công cụ quan trọng vì chúng bảo vệ chống lại nhiệt, âm thanh và tất nhiên là dòng điện đi qua. Các chất cách điện không có bất kỳ electron tự do nào và đó là lý do chính khiến chúng không dẫn điện.

Ví dụ một số chất cách điện

  • Thủy tinh là chất cách điện tốt nhất vì nó có điện trở suất cao nhất.
  • Nhựa là một chất cách điện tốt.
  • Cao su là một thành phần phổ biến trong việc chế tạo lốp xe, quần áo chống cháy và dép. Điều này là bởi vì nó là một chất cách điện rất tốt.

Ứng dụng của chất cách điện

Vì có tính chất cản lại dòng điện tử, các chất cách điện được  ứng dụng trên toàn thế giới theo một số cách. Một số sử dụng phổ biến bao gồm:

  • Cách nhiệt, không cho phép nhiệt di chuyển từ nơi này sang nơi khác. Chúng được sử dụng trong việc làm chai nhựa nhiệt dẻo, trần nhà và tường chống cháy.
  • Chất cách âm giúp kiểm soát độ ồn, vì chúng có khả năng hấp thụ âm thanh tốt. Do đó, chúng được sử dụng trong các tòa nhà, phòng hội nghị để giảm tiếng ồn.
  • Chất cách điện làm cản trở dòng điện tử hoặc dòng điện đi qua chúng. Nên được sử dụng rộng rãi trong các bảng mạch, hệ thống điện áp cao và cả trong dây điện và dây cáp.

Sự khác nhau giữa chất dẫn điện và chất cách điện

Chúng ta hãy xem sự khác biệt cơ bản giữa dây dẫn và chất cách điện một cách ngắn gọn sau đây:

 

Chất dẫn điện

Chất cách điện

Một dây dẫn cho phép dòng điện chạy qua nó.Chất cách điện không cho phép dòng điện chạy qua nó.
Điện tích tồn tại trên bề mặt dây dẫnĐiện tích không tồn tại
Dây dẫn không lưu trữ năng lượng khi được giữ trong từ trườngChất cách điện lưu trữ năng lượng khi được giữ trong từ trường
Độ dẫn nhiệt của một dây dẫn rất caoĐộ dẫn nhiệt của chất cách điện rất thấp
Điện trở của một dây dẫn rất thấpĐiện trở của chất cách điện rất cao
Đồng, Nhôm và Thủy ngân là một số chất dẫnGỗ, giấy và gốm là một số chất cách điện
Chất dẫn điện được sử dụng trong chế tạo thiết bị điện.Cách điện được sử dụng trong thiết bị điện cách điện cho mục đích an toàn

 

Các yếu tố khác ảnh hưởng đến độ dẫn điện

Hình dạng và kích thước của vật liệu ảnh hưởng đến độ dẫn của nó. Ví dụ, một mảnh vật chất dày sẽ dẫn điện tốt hơn một mảnh mỏng có cùng kích thước và chiều dài. Nếu bạn có hai mảnh vật liệu có cùng độ dày nhưng một mảnh ngắn hơn vật liệu kia, thì vật liệu ngắn hơn sẽ dẫn điện tốt hơn vì mảnh ngắn hơn có ít lực cản hơn.

Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến độ dẫn. Khi nhiệt độ tăng, các nguyên tử và electron của chúng thu được năng lượng. Một số chất cách điện như thủy tinh là chất dẫn kém nhưng chất dẫn tốt khi nóng; hầu hết các kim loại là chất dẫn tốt hơn khi dây dẫn ở nhiệt độ chuẩn và kém hiệu quả hơn khi nóng. Một số chất dẫn tốt trở thành chất siêu dẫn ở nhiệt độ cực thấp.

Những chất dẫn điện tốt nhất thế giới


Chất dẫn điện tốt nhất, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thông thường, là nguyên tố kim loại bạc. Bạc không phải luôn luôn là một lựa chọn lý tưởng làm vật liệu, tuy nhiên, vì nó đắt tiền và dễ bị xỉn màu và lớp oxit được gọi là xỉn màu không dẫn điện.

Danh sách top 10 chất dẫn điện tốt nhất gồm:

  • Bạc 
  • Vàng 
  • Đồng 
  • Nhôm 
  • Thủy ngân 
  • Thép 
  • Bàn là 
  • Nước biển 
  • Bê tông 
  • Bạch kim

Ngoài danh sách trên còn một số chất dẫn điện tốt khác như đồng thau, than chì…

Những chất cách điện tốt nhất thế giới

Điện tích không chảy tự do qua cách điện. Điều này có thể được nhìn thấy trong dây và cáp bọc cao su. 

Danh sách top 10 chất cách điện tốt nhất thế giới gồm:

  • Cao su 
  • Cốc thủy tinh 
  • Nước tinh khiết 
  • Dầu 
  • Không khí 
  • Kim cương 
  • Gỗ khô 
  • Bông khô 
  • Nhựa 
  • Nhựa đường

Các chất cách điện khác như Sợi thủy tinh, Giấy khô, Sứ, Gốm sứ, Thạch anh…

Kết luận: Các bạn nên ghi nhớ chất dẫn điện là chất mang điện tích và có điện trở suất thấp và chất cách điện thì ngược lại.

Viết một bình luận