Vật liệu dụng để dẫn điện được sử dụng phổ biến nhất là gì

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?

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?

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:

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.

Vật liệu không cho phép dòng điện đi qua chúng được gọi là vật liệu cách điện. Chúng có khả năng ngăn hoặc giảm truyền điện, nhiệt hoặc âm thanh đến thiết bị hoặc khu vực khác.

Cách đơn giản nhất để xác định vật liệu cách điện thì cần xác định vật liệu không phải là một chất dẫn điện tốt. Điện tích của vật liệu cách điện không di chuyển tự do và nó có điện trở cao mà dòng điện không thể đi qua nó.

Hiện nay, Vật cách điện rất quan trọng liên quan đến sự an toàn của con người và ứng dụng nâng cao hiệu suất trong sản xuất công nghiệp.

Các Vật Liệu Cách Điện Dạng Rắn Phổ Biến Nhất

1, Cao Su

Cao su là một loại vật chất polyme vừa có độ bền cơ học cao và khả năng biến dạng đàn hồi lớn. Cao su thì rất cần thiết trong đời sống của chúng ta. Nó là một chất hữu cơ có độ co giãn cao, nó có thể kéo dài ra gấp tám lần so với chiều dài ban đầu. Nó được sử dụng rất nhiều ở trong nhà, các ngành công nghiệp, bệnh viện, v.v... Lịch sử của cao su có rất là lâu đời. Người ta đã tìm ra những dấu vết vật dụng làm từ cây cao su cách đây ba triệu năm.

Có 2 loại cao su: cao su tự nhiên và cao su tổng hợp. Dù là cao su tự nhiên hay cao su tổng hợp đều có những đặc tính giống nhau:

- Ít bị biến đổi khi tiếp xúc với nhiệt độ nóng lạnh

- Khả năng cách nhiệt cách điện tốt

- Không tan trong nước cũng như một số hóa chất, chất lỏng khác

Cao su thường được ứng dụng làm các sản phẩm cách điện hoặc những vật dụng sử dụng thường ngày như thảm cao su, nệm, vỏ bọc, lốp xe, găng tay y tế, găng tay cách điện,…

Xem thông tin: găng tay cách điện

2, Đất sét

Đất sét là 1 nhóm các khoáng vật có tính chất dẻo và giữ ẩm khi gặp nước, ta có thể nặn thành những hình thù cụ thể như vậy là nhờ đất sét có tính mềm và dẻo nên thường dễ dễ dàng tạo hình bằng tay và có thể để khô là giữ nguyên được hình dạng. Nếu nung lên đến 1 nhiệt độ nhất định thì có thể làm ra gốm, sứ là loại vật liệu cách điện hiện nay như chúng ta vẫn đang sử dụng.

Đất sét là nguyên liệu dễ tìm nhất. Chúng ta có thể bắt gặp đất sét ở các vùng núi, gần biển, hoặc vùng đồng bằng . Ví dụ như ở Nước ta, có thể tìm đất sét ở các khu vực như Đà Lạt, Bình Phước, Daklak, khu vực Tây Nguyên.

3, Nhựa

Nhựa, hay còn gọi là chất dẻo [ tiếng anh gọi là plastic ] hoặc polymer, là các hợp chất cao phân tử, được dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày cho đến những sản phẩm công nghiệp, gắn với đời sống hiện đại của con người.  Chúng là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng.

4, Gỗ

Gỗ là một dạng tồn tại vật chất có cấu tạo chủ yếu từ các thành phần cơ bản như: hemixenluloza [15-25%], lignin [15-30%] xenluloza [40-50%], và một số chất khác. Nó được khai thác chủ yếu từ các loài cây thân gỗ.

Đặc tính của gỗ:

- Là nguyên liệu tự nhiên, chỉ cần trồng, chăm sóc và dùng máy móc đơn giản để khai thác và chế biến là có được.

- Mềm nên có thể dùng các máy móc, dụng cụ để cưa, xẻ, bào, khoan, tách chẻ với vận tốc cao.

- Có vân thớ đẹp, dễ nhuộm màu, dễ trang sức bề mặt.

- Dễ nối ghép bằng đinh, mộng, keo dán.

- Dễ phân ly bằng hóa chất dùng sản xuất giấy và tơ nhân tạo.

- Cách nhiệt, cách điện, ngăn ẩm tốt, nhiệt dãn nở bé.

5, Thủy Tinh

Thủy tinh, đôi khi trong dân gian còn được gọi là kính hay kiếng, là một chất rắn vô định hình đồng nhất, có gốc silicát, thường được pha trộn thêm các tạp chất để có tính chất theo ý muốn.

Trong dạng thuần khiết và ở điều kiện bình thường, thủy tinh là một chất trong suốt, tương đối cứng, khó mài mòn, rất trơ hóa học và không hoạt động xét về phương diện sinh học, có thể tạo thành với bề mặt rất nhẵn và trơn. Tuy nhiên, thủy tinh rất dễ gãy hay vỡ thành các mảnh nhọn và sắc dưới tác dụng của lực hay nhiệt một cách đột ngột. Tính chất này có thể giảm nhẹ hay thay đổi bằng cách thêm một số chất bổ sung vào thành phần khi nấu thủy tinh hay xử lý nhiệt.

6, Mica

Mica được biết đến như một loại chất liệu, tấm nhựa mica trong thường được so sánh với thủy tinh [kính ]. Nó có tỉ trọng chỉ bằng ½ so với thủy tinh, và cho khoảng 98% ánh sáng xuyên qua nó [ đối với mica có độ dày 3mm]. Nó bị đốt cháy ở 460 ° C.

Đặc điểm của Mica

– Mica tính chất bóng đều óng ánh, bề mặt phẳng mịn, sáng bóng.

– Mica có đặc tính dẻo nên dễ dàng gia công lắp ghép, uốn, ép theo ý muốn.

– Chịu được nhiệt độ cao, chống ăn mòn.

– Không dẫn điện, nhiệt.

– Không thấm nước

– Có tính xuyên sáng tốt.

– Màu sắc đa dạng.

– Dễ dàng trong việc tạo hình sản phẩm.