Tabla de Contenidos
Τα αγώγιμα υλικά είναι εκείνα που μπορούν εύκολα να μεταδώσουν ενέργεια , ενώ οι μονωτές είναι εκείνα που παρουσιάζουν υψηλή αντίσταση στην εν λόγω ροή ενέργειας . Επειδή υπάρχουν διαφορετικές μορφές ενέργειας, υπάρχουν και διαφορετικοί τύποι αγωγών. Επιπλέον, για κάθε τύπο αγωγού, υπάρχει και ένα αντίστοιχο που είναι μονωτής για τον συγκεκριμένο τύπο ενέργειας.
Στη συνέχεια, παρουσιάζουμε τους διαφορετικούς τύπους αγωγών και μονωτών που υπάρχουν, καθώς και παραδείγματα υλικών με αυτές τις ιδιότητες.
Ηλεκτρικοί αγωγοί και μονωτές
Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι ηλεκτρικοί αγωγοί είναι εκείνοι που μπορούν εύκολα να μεταδώσουν ηλεκτρική ενέργεια. Χαρακτηρίζονται από το ότι έχουν στη δομή τους ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια που είναι ελεύθερα να κινούνται και, ως εκ τούτου, μπορούν να κινηθούν μέσα στο υλικό όταν εφαρμόζεται ηλεκτρικό πεδίο σε αυτό.
Αυτά τα σωματίδια μπορεί να είναι ηλεκτρόνια χαλαρά συνδεδεμένα με ατομικούς πυρήνες, όπως στην περίπτωση των μετάλλων, ή μπορεί να είναι θετικά ή αρνητικά φορτισμένα ιόντα , όπως στην περίπτωση λιωμένων αλάτων και διαλυμάτων ηλεκτρολυτών.
Ακριβώς όπως υπάρχουν ηλεκτρικοί αγωγοί, υπάρχουν και ηλεκτρικοί μονωτές , που είναι εκείνα τα υλικά που δεν είναι ικανά να μεταφέρουν ηλεκτρισμό. Χαρακτηρίζονται από υψηλή ηλεκτρική ειδική αντίσταση και δομές στις οποίες δεν υπάρχουν ελεύθερα φορτισμένα σωματίδια: όλα τα ηλεκτρόνια είναι σταθερά ή περιορισμένα στο περιβάλλον ενός πυρήνα ή, στην περίπτωση ηλεκτρονίων σύνδεσης, δύο πυρήνων.
Πολλά αμέταλλα είναι συνήθως ηλεκτρικοί μονωτές, αλλά όχι όλα. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν μερικά αμέταλλα, όπως ο γραφίτης, που είναι πολύ καλοί ηλεκτρικοί αγωγοί.
Παραδείγματα ηλεκτρικών αγωγών
Ακολουθεί μια λίστα με 24 ηλεκτρικούς αγωγούς διατεταγμένους με φθίνουσα σειρά ηλεκτρικής αγωγιμότητας, δηλαδή από τον καλύτερο στον χειρότερο ηλεκτρικό αγωγό.
- Ασήμι (το πιο αγώγιμο μέταλλο γνωστό)
- Χαλκός
- Χρυσός
- Αλουμίνιο
- Μολυβδαίνιο
- Ψευδάργυρος
- Ορείχαλκος
- Νικέλιο
- Λίθιο
- Ατσάλι
- Παλλάδιο
- Πλατίνα
- Βολφράμιο
- Κασσίτερος
- Χάλκινο 67Cu33Sn
- Ανθρακούχο χάλυβα
- Ανθρακας
- Οδηγω
- Τιτάνιο
- Ανοξείδωτο ατσάλι 304 EN1.4301
- Ανοξείδωτο ατσάλι 316L EN1.4404
- Ανοξείδωτο ατσάλι 310 EN1.4841
- Ερμής
- FeCrAl
- άνθρακας γραφίτης
Παραδείγματα ηλεκτρικών μονωτών
Όπως φαίνεται στην ακόλουθη λίστα, μεταξύ των ηλεκτρικών μονωτικών υλικών υπάρχουν μερικά που είναι μη μέταλλα, άλλα είναι οργανικές ουσίες και άλλα είναι επίσης ανόργανα:
- άνθρακας (διαμάντι)
- Γερμάνιο
- Πόσιμο νερό
- Πυρίτιο
- Ξύλο (υγρό)
- Απιονισμένο νερό
- Ποτήρι
- σκληρό καουτσούκ
- Ξύλο (αποξηραμένο σε φούρνο)
- Θείο
- Αέρας
- κερί παραφίνης
- λιωμένο χαλαζία
- Πλαστικό PET
- Τεφλόν
Θερμικοί αγωγοί και μονωτές
Θερμικοί αγωγοί είναι εκείνα τα υλικά που είναι ικανά να μεταδίδουν ενέργεια με τη μορφή θερμότητας (θερμική ενέργεια) από ένα σημείο σε άλλο λόγω διαφοράς θερμοκρασίας. Αυτά τα υλικά είναι συχνά μέταλλα, αλλά υπάρχουν και άλλοι τύποι θερμικών αγωγών μεταξύ των μη μετάλλων.
Πρέπει να σημειωθεί ότι συμβαίνει συχνά ένα υλικό που είναι καλός ηλεκτρικός αγωγός να είναι και καλός θερμοαγωγός και το αντίστροφο. Αυτό είναι ένα τυπικό χαρακτηριστικό των μετάλλων. Ωστόσο, δεν είναι πάντα έτσι.
Από την άλλη πλευρά, οι θερμομονωτές είναι εκείνοι που δεν μεταδίδουν καλά τη θερμότητα. Μερικοί από τους καλύτερους θερμομονωτές είναι τα κεραμικά υλικά. Σε άλλες περιπτώσεις είναι οργανικές ουσίες, όπως και η κυτταρίνη. Γενικά, όσο λιγότερο πυκνό είναι ένα υλικό, τόσο καλύτερος θερμομονωτήρας θα είναι, γι’ αυτό τα αέρια όπως ο αέρας τείνουν να είναι πολύ καλοί μονωτές θερμότητας.
Παραδείγματα θερμικών αγωγών
- Διαμάντι (είναι ο μεγαλύτερος θερμικός αγωγός που γνωρίζει ο άνθρωπος)
- Ασήμι
- Χαλκός
- Χρυσός
- Αλουμίνιο
- Βολφράμιο
- Ορείχαλκος
- Μολυβδαίνιο
- Καρμπόν
- Ψευδάργυρος
- Πλατίνα
- Νικέλιο
- Χάλκινο 67Cu33Sn
- Λίθιο
- Ατσάλι
- Παλλάδιο
- Κασσίτερος
- Ανθρακούχο χάλυβα
- Οδηγω
Παραδείγματα θερμομονωτών
Από τον καλύτερο στο χειρότερο θερμομονωτικό, εδώ είναι μερικοί
- αερογέλη πυριτίου
- Αφρό πολυουρεθάνης
- διογκωμένη πολυστερίνη
- υαλοβάμβακα ή αφρώδες γυαλί
- αλκοόλες και έλαια
- Ξύλο
- Ακρυλικό γυαλί ( πλεξιγκλάς v045i)
- Χιόνι (ξηρό)
- Τεφλόν
- Νερό
Ακουστικοί αγωγοί και μονωτές
Μια άλλη μορφή ενέργειας που μπορεί να μεταδοθεί μέσω των υλικών είναι η ενέργεια με τη μορφή κυμάτων πίεσης, δηλαδή με τη μορφή ήχου. Τα υλικά που είναι ικανά να μεταδώσουν αυτό το είδος ενέργειας ονομάζονται ακουστικοί αγωγοί.
Αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται συχνά στην κατασκευή μουσικών οργάνων όπου είναι επιθυμητό ο ήχος που παράγεται από το όργανο να μπορεί να βγαίνει και να διαδίδεται.
Το αντίστοιχο των ακουστικών αγωγών είναι τα ακουστικά μονωτικά υλικά, τα οποία δεν είναι καλά στη μετάδοση του ήχου. Χαρακτηρίζονται από την εξασθένιση του ήχου καθώς διέρχεται από αυτόν, γι’ αυτό και είναι ικανά να απορροφούν μέρος της ενέργειας που μεταφέρει το κύμα.
Αυτή η κατηγορία υλικών χρησιμοποιείται πολύ συχνά ως επιστρώσεις στους τοίχους ενός περιβλήματος για να μειώσει την ποσότητα του θορύβου που εισέρχεται από το εξωτερικό ή για να αποτρέψει την έξοδο του θορύβου από το εσωτερικό. Είναι κοινά σε στούντιο ηχογράφησης, είτε μουσικής είτε ραδιοφώνου.
Παραδείγματα ακουστικών αγωγών
- Ποτήρι
- Τα μέταλλα
- υγρά
- μερικά ξύλα
Παραδείγματα ακουστικών μονωτών
- Ακουστικός αφρός
- Βινύλιο υψηλής πυκνότητας
- Πολυουρεθάνη
- γεωύφασμα
- Πετροβάμβακας ή fiberglass
- ασφαλτικά φύλλα
βιβλιογραφικές αναφορές
Arregui, F. (2020, 28 Δεκεμβρίου). Φυσικοί αγωγοί του ηλεκτρισμού . Ρυθμιστές τάσης Vogar και UPS. https://vogar.com.mx/blog/conductores-de-electricidad-naturales
Καλώδια και αγωγοί. (ν). ηλεκτρικά αγώγιμα υλικά . CablesyConductores.com. https://cablesyconductores.com/materiales-conductores-de-electricidad/
Αγωγή θερμότητας . (ν). Χημείας.Ε.Σ. https://www.quimica.es/enciclopedia/Conducci%C3%B3n_de_calor.html
ElBlogVerde.com. https://elblogverde.com/materiales-conductores-materiales-aislantes/
Ευρωπαϊκή Ακουστική. (2020, 19 Ιουνίου). Ποιοι είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι τύποι ακουστικής μόνωσης; EuropeanAcustica.com. https://www.europeanacustica.com/islamiento-acustico/tipos-de-acusticos-mas-utilizados
