Pochopenie elektrických, tepelných a zvukových vodičov

Naučte sa ich funkcie a rozdiely

Westend61 / Getty Images

Vo vede a vodič je a materiál, ktorý umožňuje tok energie . Materiál, ktorý umožňuje tok nabitých častíc, je elektrický vodič. Materiál, ktorý umožňuje prenos tepelnej energie, je tepelný vodič alebo tepelný vodič. Hoci elektrická vodivosť a tepelná vodivosť sú najbežnejšie, môžu sa prenášať aj iné typy energie. Napríklad materiál, ktorý umožňuje prechod zvuku, je zvukový (akustický) vodič (zvuková vodivosť súvisí s prúdením tekutín v strojárstve).

vodič vs. Izolátor

Zatiaľ čo vodič prenáša energiu, izolant spomaľuje alebo zastavuje jeho prechod. Niektoré materiály môžu byť súčasne vodičom aj izolantom pre rôzne formy energie. Napríklad väčšina diamanty vedú teplo výnimočne dobre, napriek tomu sú to elektrické izolátory. Kovy vedú teplo, elektrinu a zvuk.

Elektrické vodiče

Elektrické vodiče prenášajú elektrický náboj v jednom alebo viacerých smeroch. Akákoľvek nabitá častica sa však môže prenášať, pretože elektróny obklopujú atómy, zatiaľ čo protóny sú zvyčajne viazané v jadre, je oveľa bežnejšie, že sa elektróny pohybujú ako protóny. Buď kladne alebo záporne nabité ióny tiež môže prenášať náboj, ako v morskej vode. Nabité subatomárne častice sa môžu pohybovať aj cez určité materiály.

Ako dobre daný materiál umožňuje tok náboja, závisí nielen od jeho zloženia, ale aj od jeho rozmerov. Hrubý medený drôt je lepší vodič ako tenký; krátky vodič vedie lepšie ako dlhý. Opozícia voči toku náboja je tzvelektrický odpor. Väčšina kovov sú elektrické vodiče.

Niektoré príklady vynikajúcich elektrických vodičov sú:

• Strieborná
• Zlato
• Meď
• Morská voda
• Oceľ
• Grafit

Príklady elektrických izolátorov zahŕňajú:

• sklo
• Väčšina plastov
• Čistá voda

Tepelné vodiče

Väčšina kovov je tiež vynikajúcim tepelným vodičom. Tepelná vodivosť je prenos tepla. K tomu dochádza, keď získavajú subatomárne častice, atómy alebo molekuly Kinetická energia a naraziť do seba.

Vedenie tepla sa vždy pohybuje v smere najvyššieho k najnižšiemu teplu (teplému až studenému) a závisí nielen od povahy materiálu, ale aj od rozdielu teplôt medzi nimi. Hoci sa tepelná vodivosť vyskytuje vo všetkých skupenstvách hmoty, je najväčšia v pevných látkach, pretože častice sú zbalené tesnejšie ako v kvapalinách alebo plynoch.

Príklady dobrých tepelných vodičov zahŕňajú:

• Oceľ
• Merkúr
• Betón
• Žula

Príklady tepelných izolátorov zahŕňajú:

• Vlna
• Hodváb
• Väčšina plastov
• Izolácia
• Perie
• Vzduch
• Voda

Zvukové vodiče

Prenos zvuku cez materiál závisí od hustoty hmoty, pretože zvukové vlny potrebujú médium na prenos. Takže látky s vyššou hustotou sú lepšími vodičmi zvuku ako materiály s nízkou hustotou. Vákuum nemôže prenášať zvuk vôbec.

Príklady dobrých zvukových vodičov zahŕňajú:

• Viesť
• Oceľ
• Betón

Príklady zlých zvukových vodičov by boli:

• Perie
• Vzduch
• Kartón