Esempi di materiali conduttivi e isolanti

I materiali conduttivi sono quelli che possono facilmente trasmettere energia , mentre gli isolanti sono quelli che presentano un’elevata resistenza a detto flusso di energia . Poiché esistono diverse forme di energia, esistono anche diversi tipi di conduttori. Inoltre, per ogni tipo di conduttore, esiste anche una controparte che fa da isolante per quel particolare tipo di energia.

Successivamente, presentiamo i diversi tipi di conduttori e isolanti esistenti, nonché esempi di materiali con queste qualità.

Conduttori elettrici e isolanti

Come suggerisce il nome, i conduttori elettrici sono quelli che possono facilmente trasmettere energia elettrica. Sono caratterizzati dall’avere nella loro struttura particelle elettricamente cariche che sono libere di muoversi e, quindi, possono muoversi attraverso il materiale quando ad esso viene applicato un campo elettrico.

Queste particelle possono essere elettroni legati in modo lasco ai nuclei atomici, come nel caso dei metalli, oppure possono essere ioni caricati positivamente o negativamente , come nel caso dei sali fusi e delle soluzioni elettrolitiche.

Così come esistono i conduttori elettrici, esistono anche gli isolanti elettrici , ovvero quei materiali che non sono in grado di condurre elettricità. Sono caratterizzati dall’avere un’elevata resistività elettrica e strutture in cui non sono presenti particelle cariche libere: tutti gli elettroni sono fissi o confinati nell’intorno di un nucleo o, nel caso di elettroni di legame, di due nuclei.

Molti non metalli sono solitamente isolanti elettrici, ma non tutti. Infatti, ci sono alcuni non metalli, come la grafite, che sono ottimi conduttori elettrici.

Esempi di conduttori elettrici

Di seguito è riportato un elenco di 24 conduttori elettrici disposti in ordine decrescente di conduttività elettrica, ovvero dal migliore al peggiore conduttore elettrico.

• Argento (il metallo più conduttivo conosciuto)
• Rame
• Oro
• Alluminio
• Molibdeno
• Zinco
• Ottone
• Nichel
• Litio
• Acciaio
• Palladio
• Platino
• Tungsteno
• Lattina
• Bronzo 67Cu33Sn
• Acciaio al carbonio
• Carbonio
• Guida
• Titanio
• Acciaio inossidabile 304 EN1.4301
• Acciaio inossidabile 316L EN1.4404
• Acciaio inossidabile 310 EN1.4841
• Mercurio
• FeCrAl
• grafite di carbonio

Esempi di isolanti elettrici

Come si evince dal seguente elenco, tra i materiali isolanti elettrici ve ne sono alcuni che sono non metallici, altri sono sostanze organiche, altri ancora sono anche inorganici:

• carbonio (diamante)
• Germanio
• Bevendo acqua
• Silicio
• Legno (bagnato)
• Acqua deionizzata
• Bicchiere
• gomma dura
• Legno (essiccato in forno)
• Zolfo
• Aria
• paraffina
• quarzo fuso
• Plastica PET
• Teflon

Conduttori termici e isolanti

I conduttori termici sono quei materiali in grado di trasmettere energia sotto forma di calore (energia termica) da un punto all’altro in virtù di una differenza di temperatura. Questi materiali sono spesso metalli, ma tra i non metalli esistono anche altri tipi di conduttori termici.

Va notato che spesso accade che un materiale che è un buon conduttore elettrico sia anche un buon conduttore termico e viceversa. Questa è una caratteristica tipica dei metalli. Tuttavia, non è sempre così.

D’altra parte, gli isolanti termici sono quelli che non conducono bene il calore. Alcuni dei migliori isolanti termici sono i materiali ceramici. In altri casi si tratta di sostanze organiche, come nel caso della cellulosa. In generale, meno un materiale è denso, migliore sarà l’isolante termico, motivo per cui i gas come l’aria tendono ad essere ottimi isolanti termici.

Esempi di conduttori termici

• Diamante (è il più grande conduttore termico conosciuto dall’uomo)
• Argento
• Rame
• Oro
• Alluminio
• Tungsteno
• Ottone
• Molibdeno
• Carbone
• Zinco
• Platino
• Nichel
• Bronzo 67Cu33Sn
• Litio
• Acciaio
• Palladio
• Lattina
• Acciaio al carbonio
• Guida

Esempi di isolanti termici

Dal migliore al peggiore isolante termico, eccone alcuni

• aerogel di silice
• Schiuma poliuretanica
• Polistirene espanso
• vetroresina o schiuma di vetro
• alcoli e oli
• Legna
• Vetro acrilico ( plexiglas v045i)
• Neve (secca)
• Teflon
• Acqua

Conduttori e isolanti acustici

Un’altra forma di energia che può essere trasmessa attraverso i materiali è l’energia sotto forma di onde di pressione, cioè sotto forma di suono. I materiali in grado di trasmettere questo tipo di energia sono chiamati conduttori acustici.

Questi materiali sono frequentemente utilizzati nella fabbricazione di strumenti musicali dove si desidera che il suono prodotto dallo strumento possa fuoriuscire e propagarsi.

La controparte dei conduttori acustici sono i materiali isolanti acustici, che non sono adatti alla trasmissione del suono. Sono caratterizzati dall’attenuazione del suono mentre lo attraversa, motivo per cui sono in grado di assorbire parte dell’energia trasportata dall’onda.

Questa classe di materiali è molto frequentemente utilizzata come rivestimento delle pareti di un armadio per ridurre la quantità di rumore che entra dall’esterno o per evitare che il rumore proveniente dall’interno esca. Sono comuni negli studi di registrazione, che si tratti di musica o radio.

Esempi di conduttori acustici

• Bicchiere
• I metalli
• liquidi
• alcuni boschi

Esempi di isolanti acustici

• Schiuma acustica
• Vinile ad alta densità
• Poliuretano
• geotessile
• Lana di roccia o fibra di vetro
• lastre di asfalto

Riferimenti

Arregui, F. (2020, 28 dicembre). Conduttori naturali di elettricità . Vogar Regolatori di tensione e UPS. https://vogar.com.mx/blog/conductores-de-electricidad-naturales

Cavi e Conduttori. (nd). materiali elettricamente conduttivi . CablesyConductores.com. https://cablesyconductores.com/materiales-conductores-de-electricidad/

Conduzione del calore . (nd). Chimica.ES. https://www.quimica.es/enciclopedia/Conducci%C3%B3n_de_calor.html

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

Acustica europea. (2020, 19 giugno). Quali sono le tipologie di isolamento acustico più utilizzate? EuropeanAcustica.com. https://www.europeanacustica.com/islamiento-acustico/tipos-de-acusticos-mas-utilizados