Chất dẫn điện, chất cách điện là gì? Kiến thức cơ bản 2 chất trên

Chất dẫn điện, chất cách điện có vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống sinh hoạt và sản xuất của con người. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về định nghĩa, phân loại và ứng dụng thực tế của các chất này qua bài viết dưới đây nhé.

Tìm hiểu về chất dẫn điện

Chất dẫn điện là gì?

Chất dẫn điện là một loại vật liệu cho phép dòng điện có thể chạy qua theo một hoặc nhiều hướng. Các chất dẫn nguồn điện cho phép các electron dễ dàng chạy vào bên trong chúng, cho phép chuyển đổi nhiệt hoặc ánh sáng từ nguồn này sang nguồn khác.

Các chất dẫn điện thường được sử dụng để chế tạo nên các vật dẫn điện, các bộ phận dẫn điện trong các dụng cụ điện. Trong tự nhiên, chất dẫn điện có thể là các chất rắn hoặc chất lỏng, dung dịch điện phân hoặc chất khí ở điện trường cao.

Trong cuộc sống, chất dẫn điện có thể là kim loại, con người, trái đất hay cơ thể động vật. Vì vậy chúng ta có thể nhận thấy trong cuộc sống có nhiều trường hợp giật điện gây nguy hiểm tới tính mạng của con người do cơ thể người là một chất dẫn tốt, cho phép một đường dẫn không có điện trở để dòng điện chạy từ dây đến cơ thể của chúng ta.

Các loại chất dẫn điện

Hiện nay chất dẫn điện được chia thành các loại:

• Chất dẫn có điện trở suất thấp như các kim loại Cu, Al, Sn, Ag, Pb… và một số loại hợp kim khác. Chất dẫn có điện trở suất thấp thường được sử dụng để làm vật liệu dẫn điện
• Chất dẫn có điện trở suất cao như các loại hợp kim Manganin, Constantan, Niken-Crom, Cacbon… Các chất dẫn điện có điện trở suất cao thường được sử dụng để chế tạo nên các dụng cụ đo điện, các điện trở, biến trở hay các dây may so, các thiết bị nung nóng bằng điện.

Một số kim loại dẫn điện tốt nhất hiện nay

Dưới đây là một số loại kim loại có khả năng dẫn điện tốt nhất hiện nay:

Bạc

Bạc là một trong những kim loại mềm, dễ uốn, có khả năng dẫn điện tốt. Tuy nhiên hiện nay giá thành của chúng khá cao nên không được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp điện. Kim loại này thường được sử dụng để đúc tiền, tráng gương hoặc làm đồ trang sức.

Đồng

Đồng là kim loại mềm, dễ uốn và dễ tạo hình, có khả năng dẫn điện tốt. Kim loại này hiện nay được sử dụng phổ biến trong việc chế tạo dây dẫn điện. Chúng còn được sử dụng nhiều trong lĩnh vực sản xuất các đồ gia dụng hoặc mỹ nghệ. Ngoài ra một số hợp chất của đồng còn tồn tại dưới dạng màu xanh lam, xanh lục nên được sử dụng nhiều trong việc làm thuốc nhuộm cho các xí nghiệp vải.

Vàng

Vàng là chất dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, khó bị oxi hóa và có tính thẩm mỹ cao. Kim loại này được sử dụng để làm đơn vị trao đổi giá trị tiền tệ và trang sức. Vàng vốn là kim loại có khả năng dẫn điện tốt vì vậy khi làm việc với dòng điện, bạn cần phải cởi bỏ trang sức bằng vàng ra khỏi cơ thể để tránh dòng điện nhanh chóng lan khắp cơ thể, gây nguy hiểm tới tính mạng.

Nhôm

Nhôm là chất dẻo, khó bị oxi hóa, nhiệt độ nóng chảy cao. Kim loại nhôm được sử dụng nhiều trong việc chế tạo làm dây dẫn điện trong một số trường hợp. Bên cạnh đó, với khả năng chịu nhiệt tốt, nhôm thường được ứng dụng phổ biến trong các công trình kiến trúc như làm vách ngăn xây dựng, trụ hay cột nhà, mái tôn…

Ứng dụng của các chất dẫn điện trong cuộc sống

Chất dẫn điện được sử dụng nhiều trong cuộc sống hàng ngày như:

• Các chất dẫn điện trong bộ tản nhiệt xe hơi để có thể loại bỏ nhiệt ra khỏi động cơ xe
• Các tấm sắt được làm bằng thép để hấp thụ nhiệt một cách dễ dàng và nhanh chóng
• Ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất động cơ xe bằng sắt để dẫn nhiệt
• Có thể lưu trữ thực phẩm và sản xuất các dụng cụ nấu ăn bằng nhôm để giữ nhiệt nhanh chóng
• Dùng thủy ngân trong nhiệt kế để có thể kiểm tra nhiệt độ của cơ thể
• Chất liệu đồng, đồng thau, thép hay nhôm được ứng dụng trong các mạch điện và hệ thống dưới dạng dây.

• Tìm hiểu về chất cách điện

Chất cách điện là gì?

Ngược lại với chất dẫn điện, chất cách điện là loại vật liệu chống lại hoặc không cho dòng điện chạy qua chúng. Chúng có điện trở suất rất lớn (dao động từ 106 – 1015 Ω.m. Chất cách điện không cho phép dòng điện đi qua do có sự liên kết các nguyên tử trong chất cách điện rất mạnh và bão hòa sẽ khiến cho các electron không có khả năng di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.

Chất cách điện phần lớn thường là các chất rắn có trong tự nhiên như thủy tinh, nhựa, cao su sứ…

Chất cách điện thường được sử dụng để chế tạo nên các vật cách điện, các bộ phận cách điện trong các dụng cụ điện từ đó ngăn chặn dòng điện và đảm bảo độ an toàn cho người sử dụng.

Các loại chất cách điện phổ biến

Vật liệu cách điện dạng rắn

Vật liệu cách điện ở dạng rắn thường có tính chất chung là hằng số điện môi ở mức cao, chỉ xảy ra hiện tượng phóng điện bề mặt ở các vật liệu dạng rắn. Các loại vật liệu này thường được chia thành:

• Các loại men, sơn cách điện
• Các loại chất dẻo tổng hợp như nhựa tổng hợp hay cao su
• Các chất vô cơ như xi măng, sợi thủy tinh hay mica
• Chất hữu cơ từ thiên nhiên như giấy, vải hay lụa

Trong các loại vật liệu cách điện dạng rắn, mica chính là chất cách điện tốt nhất. Tuy nhiên hiện chúng có giá thành tương đối cao và được sử dụng trong các máy có điện áp cao.

Vật liệu cách điện dạng lỏng

Vật liệu cách điện dạng lỏng thường bao gồm dầu mỏ, dầu biến thế, các loại dầu cáp đặc, dầu cáp loãng, hay dầu silicon. Khi chế tạo các thiết bị cách điện, cách vật liệu cách điện dạng lỏng thường được đặc biệt quan tâm bởi các đặc trưng như điện trở suất, độ thẩm điện môi, tổn hao điện môi, độ bền điện môi.

Vật liệu cách điện dạng khí

Không được sử dụng làm cách điện chủ yếu của các đường dây tải điện trên không, cách điện của các thiết bị điện làm việc trong không khí hoặc phối hợp với các chất cách điện rắn hoặc lỏng.

Khí Hydro là khí nhẹ và có đặc tính dẫn nhiệt tốt nên được sử dụng làm mát cho các máy phát điện và các máy bù đồng bộ công suất lớn. Loại khí này sẽ làm tổn thất công suất do ma sát của roto với chất khí và do quạt gió gây ra.

Khí Nitơ với đặc trưng không màu, không mùi, không vị, được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất các linh kiện điện tử như điốt, mạch tích hợp hoặc sản xuất thép không gỉ.

Bên cạnh đó ngày nay các loại khí trơ như ne-on hơi thủy ngân, Argon cũng được dùng làm các dụng cụ điện chân không và bóng đèn.

Trên đây là một số chia sẻ của An Thịnh HN chúng tôi về chất dẫn điện và chất cách điện, phân loại cũng như những ứng dụng thực tế của chúng. Hy vọng bài viết sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về các chất này và sử dụng chúng một cách an toàn, hiệu quả.