Провідники та ізолятори електрики: які речовини проводять струм

Електричні матеріали поділяють на провідники та ізолятори. Провідники пропускають електричний струм завдяки рухомим носіям заряду, а ізолятори перешкоджають їхньому переміщенню та мають високий електричний опір.

Що є ізолятором електрики

Ізолятор електрики — це речовина, у якій заряджені частинки не можуть вільно рухатися. До поширених ізоляторів належать:

гума;
пластмаси;
скло;
пінополістирол;
папір;
сухе дерево;
сухе повітря.

Саме тому оболонки електричних проводів виготовляють із гуми або пластмас, а для ізоляції та захисту від струму використовують скло, полімери й інші матеріали з високим опором.

Які речовини проводять електрику

Провідник — це матеріал, у якому електричний заряд може відносно вільно переміщуватися. У металах такими носіями заряду є вільні електрони.

До типових провідників належать:

мідь;
срібло;
алюміній та інші метали;
графіт;
водні розчини солей;
тіло людини.

Серед наведених металів найкраще проводить електрику срібло. Проте в електричних проводах часто використовують мідь, оскільки вона має високу провідність і є доступнішою за срібло. Електропровідність міді становить приблизно 5,95×10⁷ С/м. Провідність міді — близько 94,6% від провідності срібла, а алюмінію — приблизно 59,8%.

Який метал найкраще проводить електрику

Найвищу електропровідність серед поширених металів має срібло. Воно краще проводить струм, ніж мідь та алюміній. Однак висока вартість срібла обмежує його використання, тому для кабелів і проводів переважно обирають мідь, а в окремих конструкціях — алюміній.

Який матеріал відносно добре проводить електрику та тепло

Метали зазвичай добре проводять і електрику, і тепло. Це пов’язано з рухомими електронами, які беруть участь в обох процесах. До найкращих металевих провідників тепла належать срібло та мідь.

Графіт також проводить електричний струм, хоча його властивості відрізняються від властивостей металів. Здатність проводити струм мають і розчини солей: у них заряд переносять рухомі іони.

Чому деревина стає провідником електрики

Сухе дерево зазвичай є слабким провідником або ізолятором. Коли деревина намокає, її електричний опір зменшується. Вода сама по собі проводить струм слабше за метали, але розчинені в ній солі та мінерали утворюють рухомі іони.

Через це волога деревина може проводити небезпечний електричний струм. Не можна вважати дерев’яну ручку, дошку чи інший предмет надійним захистом, якщо вони мокрі або контактують із вологою.

Що не пропускає електрику

Повністю непроникність для струму залежить від умов: напруги, товщини, температури, вологості та чистоти матеріалу. У побутових умовах струм добре обмежують суха гума, пластмаса, скло, сухе дерево, папір і сухе повітря.

Водночас навіть ізолятор може втратити свої властивості під дією високої напруги, нагрівання або вологи. Тому мокрі ізоляційні матеріали не слід використовувати для захисту від електричного струму.

Як визначити, чи проводить речовина електрику

Без назви або опису речовини неможливо точно визначити її провідність. Орієнтовно можна врахувати такі ознаки:

метали зазвичай є добрими провідниками;
гума, скло та пластмаси зазвичай є ізоляторами;
сухі матеріали проводять гірше, ніж вологі;
розчини солей проводять струм завдяки руху іонів;
графіт проводить електрику, хоча не є металом.

Під час роботи з електрикою не можна перевіряти провідність невідомої речовини дотиком або під’єднанням до мережі. Навіть матеріал зі слабкою провідністю може становити небезпеку за достатньо високої напруги.