Come si fa a capire se un materiale è un conduttore o un isolante? Un materiale che trasmette energia è un conduttore, mentre uno che resiste al trasferimento di energia è un isolante. Ci sono diversi tipi di conduttori e isolanti perché ci sono diverse forme di energia. I materiali che conducono elettroni, protoni o ioni sono conduttori elettrici. Conducono l’elettricità. I materiali che conducono il calore sono conduttori termici. Le sostanze che trasferiscono il suono sono conduttori acustici. Ci sono isolanti corrispondenti per ogni tipo di conduttore.
Molti materiali sono conduttori o isolanti sia elettrici che termici. Tuttavia, ci sono eccezioni, quindi non assumete solo perché un campione conduce (isola) una forma di energia che si comporta allo stesso modo per altre forme! Ecco alcuni esempi di conduttori e isolanti elettrici e termici.
Esempi di conduttori elettrici
Di solito, i conduttori elettrici hanno elettroni liberamente legati. La maggior parte dei metalli sono eccellenti conduttori elettrici. L’elemento che è il miglior conduttore elettrico è l’argento. Anche i liquidi che contengono ioni conducono elettricità. Questi includono soluzioni saline, acidi e basi.
- Argento
- Rame
- Oro
- Foglio di alluminio
- Grafite
- Acciaio
- Bronzo
- Ottone
- Acqua marina
- Succo di limone
Esempi di isolamento elettrico
La maggior parte dei materiali organici sono isolanti elettrici perché gli elettroni non sono liberi di muoversi nei legami covalenti. L’acqua marina contiene ioni e conduce l’elettricità, ma l’acqua pura è un isolante elettrico. Alcuni elementi possono essere conduttori o isolanti, a seconda della loro forma o allotropo. La grafite è un conduttore elettrico, mentre il diamante è un isolante elettrico.
- Gomma
- Legno secco
- Aria
- Vetro
- Carta secca
- Plastica
- Porcellana
- Vetro
- Olio
- Diamante
- Acqua pura
- Quartz
- Ossido di berillio
- Mica
Esempi di conduttori termici
La maggior parte dei metalli conduce il calore e l’elettricità. Ma la conducibilità elettrica e quella termica non vanno sempre di pari passo. Per esempio, il diamante è un isolante elettrico, ma un eccellente conduttore termico. I materiali cristallini spesso conducono il calore.
- Argento
- Oro
- Rame
- Diamante
- Acciaio inossidabile
- Alluminio
- Ossido di berillio
- Mica
- Nanotubi di carbonio
- Bronzo
Esempi di isolamento termico
Gli isolanti termici resistono al flusso di calore. I materiali da costruzione e da abbigliamento sono spesso isolanti. Anche se ci si potrebbe aspettare che il vetro sia un conduttore termico, in realtà è un isolante. Gli isolanti termici o contengono spazi aperti nella loro struttura o i loro atomi e molecole sono disposti irregolarmente.
- Acqua
- Polistirene espanso
- Plastica
- Lana minerale
- Legno
- Aria
- Vetro
- Mattone
- Lana
- Olio
- Beaty, H. Wayne; Fink, Donald (2012). Manuale standard per gli ingegneri elettrici (16a ed.). McGraw-Hill Education. ISBN: 978-0071762328.
- Bird, R. Byron; Stewart, Warren E.; Lightfoot, Edwin N. (2007). Transport Phenomena (2nd ed.). John Wiley & Sons, Inc. ISBN: 978-0-470-11539-8
- S. L. Kakani, S. L. (2005). Teoria dell’elettronica e applicazioni. Nuova età internazionale. ISBN: 978-81-224-1536-0.