Pochopenie elektrických, tepelných a zvukových vodičov

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 vodič tepla. Hoci elektrická vodivosť a tepelná vodivosť sú najbežnejšie, môžu sa prenášať aj iné druhy energie. Napríklad materiál, ktorý umožňuje priechod zvuku, je zvukový (akustický) vodič (zvuková vodivosť sa týka technického toku).

Kým vodič prenáša energiu, izolátor spomaľuje alebo zastavuje jeho prechod. Niektoré materiály môžu byť súčasne vodičom aj izolátorom 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 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 kladný alebo záporný náboj

To, ako daný materiál umožňuje tok náboja, závisí nielen od jeho zloženia, ale aj od jeho rozmerov. Hrubý medený drôt je lepším vodičom ako tenký; krátky vodič vedie lepšie ako dlhý. Odpor voči toku náboja sa nazýva elektrický odpor. Väčšina kovov sú elektrické vodiče.

Niektoré príklady vynikajúcich elektrických vodičov sú:

• striebro
• zlato
• meď
• morská voda
• oceľ
• grafit

Príklady elektrických izolátorov zahŕňajú:

• sklo
• Väčšina plastov
• Čistá voda

Väčšina kovov je tiež vynikajúcich tepelných vodičov. Tepelná vodivosť je prenos tepla. K tomu dochádza, keď sa získajú subatomárne častice, atómy alebo molekuly Kinetická energia a vzájomne sa zrážajú.

Tepelná vodivosť sa vždy pohybuje v smere od najvyššieho k najnižšiemu teplu (horúce až studené) a závisí nielen od charakteru materiálu, ale aj od teplotného rozdielu medzi nimi. Aj keď sa tepelná vodivosť vyskytuje vo všetkých stavoch hmoty, je najväčšia v tuhých látkach, pretože častice sú balené tesnejšie ako v tekutinách alebo plynoch.

Príklady dobrých tepelných vodičov zahŕňajú:

• oceľ
• ortuť
• Betón
• žula

Príklady tepelných izolátorov zahŕňajú:

• vlna
• hodváb
• Väčšina plastov
• Izolácia
• perie
• ovzdušia
• voda

Prenos zvuku materiálom závisí od hustoty hmoty, pretože zvukové vlny vyžadujú, aby médium prešlo. Látky s vyššou hustotou sú teda lepšie vodiče zvuku ako materiály s nízkou hustotou. Vákuum nemôže prenášať zvuk vôbec.

Medzi príklady dobrých zvukových vodičov patria:

• Viesť
• oceľ
• Betón

Príklady slabých zvukových vodičov by mohli byť:

• perie
• ovzdušia
• lepenka