Înțelegerea conductoarelor electrice, termice și a sunetului

În știință, un conductor este un material care permite un flux de energie. Un material care permite curgerea particulelor încărcate este un conductor electric. Un material care permite transferul de energie termică este un conductor termic sau un conductor de căldură. Deși conductivitatea electrică și conductivitatea termică sunt cele mai frecvente, alte tipuri de energie pot fi transferate. De exemplu, un material care permite trecerea sunetului este un conductor sonic (acustic) (conductanța sonică se referă la fluxul de fluid din inginerie).

Conductor vs. izolator

În timp ce un conductor transmite energie, un izolator încetinește sau oprește trecerea acestuia. Unele materiale pot fi atât un conductor cât și un izolator în același timp pentru diferite forme de energie. De exemplu, majoritatea diamantelor conduc căldura excepțional de bine, dar sunt izolatoare electrice. Metalele conduc căldura, energia electrică și sunetul.

Conductoare electrice

Conductoarele electrice transmit sarcina electrică într-una sau mai multe direcții. Orice particulă încărcată poate fi transmisă, deoarece electronii înconjoară atomii, în timp ce protonii sunt de obicei legați în interiorul nucleului, este mult mai comun ca electronii să se miște decât protonii. De asemenea, ionii încărcați pozitiv sau negativ pot transfera încărcarea, ca în apa de mare. Particulele subatomice încărcate se pot deplasa și prin anumite materiale.

Cât de bine permite un material dat fluxul de încărcare depinde nu numai de compoziția sa, dar și de dimensiunile sale. Un fir gros de cupru este un conductor mai bun decât unul subțire; un fir scurt se comportă mai bine decât unul lung. Opoziția la fluxul de încărcare se numește rezistență electrică. Majoritatea metalelor sunt conductoare electrice.

Câteva exemple de conductoare electrice excelente sunt:

• Argint
• Aur
• Cupru
• Apa de mare
• Oţel
• Grafit

Exemple de izolatori electrici includ:

• Sticlă
• Cele mai multe materiale plastice
• Apa pura

Conductoare termice

Majoritatea metalelor sunt, de asemenea, excelente conductoare termice. Conductivitatea termică este transferul de căldură. Aceasta se produce atunci când particulele, atomii sau moleculele subatomice câștigă energie cinetică și se ciocnesc între ele.

Conducerea termică se deplasează întotdeauna în direcția de la cea mai mare la cea mai joasă căldură (caldă la rece) și depinde nu numai de natura materialului, ci și de diferența de temperatură dintre ele. Deși conductivitatea termică apare în toate stările de materie, este mai mare în solide, deoarece particulele sunt ambalate mai strâns decât în ​​lichide sau gaze. 

Exemple de conductoare termice bune includ:

• Oţel
• Mercur
• Beton
• Granit

Exemple de izolatori termici includ:

• Lână
• Mătase
• Cele mai multe materiale plastice
• Izolatie
• pene
• Aer
• Apă

Conductoare de sunet

Transmiterea sunetului printr-un material depinde de densitatea materiei, deoarece undele sonore necesită un mediu pentru a călători. Deci, substanțele cu densitate mai mare sunt mai bune conductoare de sunet decât materialele cu densitate mică. Un vid nu poate transfera sunetul deloc.

Exemple de conductoare de sunet bune includ:

• Conduce
• Oţel
• Beton

Exemple de conductoare de sunet slab ar fi:

• pene
• Aer
• Carton