Chất dẫn điện là gì? Chất cách điện là gì? Phân loại và ứng dụng

Chất dẫn điện được ứng dụng rất nhiều trong đời sống. Tuy nhiên, nhiều người chưa biết chất dẫn điện là gì? Các loại vật liệu nào dẫn điện được? Hãy khám phá cùng Gockhampha.edu.vn qua bài viết dưới đây nhé!

Bạn đang đọc: Chất dẫn điện là gì? Chất cách điện là gì? Phân loại và ứng dụng

Chất dẫn điện là gì?

Chất dẫn điện là một loại vật liệu hoặc đối tượng cho phép dòng điện chạy qua nó theo một hoặc nhiều hướng. Chất dẫn điện thường có khả năng di chuyển các electron dễ dàng bên trong chúng. Nhờ đặc tình này mà chất dẫn điện cho phép đổi nhiệt hoặc ánh sáng từ nguồn này sang nguồn khác.

Nhờ vào tính chất dẫn điện nên chúng thường được ứng dụng để tạo ra các bộ phận dẫn điện trong các dụng cụ điện. Chất dẫn điện trong tự nhiên tồn tại ở dạng rắn, lỏng, khí. Trong tự nhiên thì trái đất, con người, động vật, kim loại đều là chất dẫn điện. Vì vậy, có nhiều trường hợp bị điện giật và lan truyền từ người này sang người khác nếu chạm vào.

Có mấy loại chất dẫn điện?

Chất dẫn điện có điện trở suất thấp như bạc, đồng, nhôm, chì và một số hợp kim khác thường được sử dụng làm vật liệu dẫn điện nhờ có khả năng dẫn điện tốt. Còn các chất dẫn điện có điện trở suất cao như hợp kim Manganin, Constantan, Niken-Crôm, Cacbon thường được dùng để chế tạo các công cụ đo điện, biến trở, các dây mayso,…

Một số kim loại dẫn điện tốt nhất hiện nay

Bạc

• Tính chất: Bạc là kim loại mềm, dễ dàng uốn.
• Khả năng dẫn điện: Tốt nhất trong các loại.
• Kí hiệu hóa học: Ag.
• Công dụng: Bạc dẫn điện tốt nhất trong các kim loại nhưng có nhược điểm là giá thành cao nên không được ứng dụng vào ngành công nghiệp điện. Chúng thường được sử dụng để tráng gươm, chế tạo trang sức,…

Đồng

• Tính chất: Đồng là kim loại có tính chất mềm, dễ uốn và tạo hình.
• Khả năng dẫn điện: Tốt.
• Kí hiệu hóa học: Cu.
• Công dụng: Đồng là kim loại chế tạo dây dẫn điện được sử dụng phổ biến nhất. Ngoài ra, người ta dùng đồng để sản xuất các đồ gia dụng hoặc mỹ nghệ như: Chảo, tượng đúc, que hàn,… Hơn nữa, có một số hợp chất của đồng thường tồn tại ở dạng màu xanh lam, xanh lục nên được ứng dụng làm thuốc nhuộm trong các xí nghiệp vải.

Vàng

• Tính chất: Vàng là kim loại dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, ít bị oxi hóa, tính thẩm mỹ cao.
• Khả năng dẫn điện: Khá.
• Kí hiệu hóa học: Au.
• Công dụng: Vàng dẫn điện khá tốt. Tuy nhiên, vì giá thành rất cao nên người ta dùng để làm trang sức. Khi tiếp xúc với điện, bạn cần bỏ hết các trang sức làm bằng vàng để tránh bị trường hợp vàng dẫn điện vào trong cơ thể nhé.

Nhôm

• Tính chất: Nhôm có tính dẻo, khó bị oxi hóa, nhiệt độ nóng chảy cao.
• Khả năng dẫn điện: Khá.
• Kí hiệu hóa học: Al.
• Công dụng: Trong một số trường hợp, nhôm được sử dụng để chế tạo làm dây dẫn điện. Ngoài ra, nhôm chịu được nhiệt cao nên được ứng dụng phổ biến vào công trình kiến trúc như vách ngăn xây dựng, chế tạo tôn lợp mái nhà, cột, trụ nhà,…

Natri

• Tính chất: Natri dẫn điện và nhiệt rất tốt ở môi trường bình thường.
• Khả năng dẫn điện: Khá.
• Kí hiệu hóa học: Na.
• Công dụng: Natri dẫn điện khá tốt nhưng ít ai dùng bởi giá thành hơi cao nên không được sử dụng phổ biến. Chất liệu Natri chủ yếu được sử dụng và áp dụng trong các ứng dụng dẫn điện phục vụ sinh hoạt và sản xuất.

Wolfram

• Tính chất: Wolfram dẫn điện khá, k hả năng chống axit, kiềm và oxy hóa rất tốt nhưng có nhược điểm là độ cứng cao, giòn và nặng.
• Khả năng dẫn điện: Khá.
• Kí hiệu hóa học: W.
• Công dụng: Nhờ vào khả năng chịu nhiệt của mình, Wolfram được ứng dụng nhiều để làm sợi tóc bên trong bóng đèn sợi đốt phát sáng nhanh chóng.

Tìm hiểu thêm: Mâm ngũ quả ngày Tết 2024: Ý nghĩa và cách bày đẹp, đúng chuẩn

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện

Độ đẫn điện có thể bị ảnh hưởng bởi 3 yếu tố là hình dạng, kích thước nhiệt độ:

• Hình dạng: Vật liệu dày sẽ dẫn điện tốt hơn, vật liệu mỏng khi có cùng kích thước và chiều dài.
• Kích thước: 2 mảnh vật liệu có cùng độ dày, mảnh dài sẽ dẫn điện kém hơn mảnh ngắn.
• Nhiệt độ: Đa số các kim loại sẽ là chất dẫn tốt hơn khi dây dẫn ở nhiệt độ chuẩn và kém hiệu quả hơn khi nóng. Một số chất dẫn tốt trở thành chất siêu dẫn ở nhiệt độ cực thấp.

Ứng dụng của chất dẫn điện trong thực tế

Chất dẫn điện được ứng dụng rất nhiều vào thực tế, trở thành vật liệu mang lại nhiều lợi ích cho người dùng. Cụ thể ứng dụng của chất dẫn điện là:

• Các chất dẫn điện trong bộ tản nhiệt sẽ loại bỏ nhiệt ra khỏi động cơ xe hơi.
• Các tấm sắt được làm bằng thép để hấp thụ nhiệt nhanh chóng.
• Sắt dùng để sản xuất động cơ xe để dẫn nhiệt.
• Nhôm dùng để sản xuất các dụng cụ nấu ăn và lưu trữ nhiệt nhanh chóng.
• Dùng thủy ngân để sản xuất ra nhiệt kế kiểm tra nhiệt độ của cơ thể.
• Dùng đồng, đồng thau, thép và nhôm trong các mạch điện và hệ thống dưới dạng dây.

Chất cách điện là gì?

Chất cách điện là vật liệu hoặc đối tượng ngăn cho dòng điện chạy qua do sự liên kết các nguyên tử trong chất cách điện rất mạnh và bão hòa khiến các electron không có khả năng di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.

Điện trở suất trong chất cách điện rất lớn, tầm khoảng 106 – 1015 Ωm. Đa số các chất cách điện đều là chất rắn trong tự nhiên, điển hình là thuỷ tinh, nhựa, cao su, sứ, chất dẻo… Chất cách điện thường dùng để chế tạo các vật và bộ phận cách điện trong dụng cụ điện. Chúng đảm bảo ngăn dòng điện đi qua cơ thể, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

Có mấy loại vật liệu cách điện?

Vật liệu cách điện dạng rắn

Vật liệu cách điện dạng rắn có hằng số điện môi rất cao cho thấy khả năng cách điện rất tốt. Vật liệu cách điện dạng rắn được chia thành nhiều loại:

• Các loại men, sơn cách điện.
• Các chất dẻo tổng hợp: Cao su, nhựa tổng hợp.
• Chất vô cơ: Xi măng, mica, sợi thuỷ tinh.
• Chất hữu cơ thiên nhiên: Giấy, vải, lụa.

Mica là chất cách điện tốt nhất trong các loại vật liệu cách điện dạng rắn. Tuy nhiên, Mica có giá thành khá cao và được ứng dụng trong các máy có điện áp cao. Thay vào đó, người ta thường sử dụng giấy, vải, sợi,… Chúng dẫn nhiệt kém, cách điện kém, hút ẩm nhưng lại có độ bền cơ học tốt, mềm và ít tiền.

Vật liệu cách điện dạng lỏng

Các vật liệu cách điện dạng lỏng phổ biến nhất là dầu mỏ, dầu cáp đặc, dầu cáp loãng, dầu silicon, dầu biến thế. Chúng thường được sử dụng để làm vật liệu cách điện và làm mát máy biến áp.

Các vật liệu dạng lỏng khi chế tạo các thiết bị cách điện cần được quan tâm các đặc trưng như: Điện trở suất, độ thẩm điện môi (hằng số điện môi), tổn hao điện môi, độ bền điện môi (điện áp đánh thủng cách điện).

Vật liệu cách điện dạng khí

Không khí thường được sử dụng làm vật liệu cách điện chủ yếu trong các đường dây tải điện trên không. Khí Hydro có đặc tính truyền dẫn nhiệt tốt nên được ứng dụng để làm mát cá máy bù đồng bộ công suất lớn và máy phát nhiệt điện. Loại khí này có khả năng làm giảm tổn thất công suất do ma sát của rôto với chất khí và do quạt gió gây ra.

Khí Nitơ cũng là một trong những vật liệu cách điện. Chúng được ứng dụng để sản xuất linh kiện điện tử như tranzitor, điốt, và mạch tích hợp (IC) hoặc sản xuất thép không gỉ (inox).

Bên cạnh đó, các loại khí trơ như Argon, ne-on hơi thủy ngân còn được ứng dụng để làm các dụng cụ điện chân không và bóng đèn.

Ứng dụng của chất cách điện trong thực tế

Chất cách điện được sử dụng trong một số ứng dụng thực tế như:

• Dùng cao su để chế tạo lốp xe, dép, quần áo chống cháy,…
• Chất cách điện được ứng dụng để làm chai nhựa nhiệt dẻo, trần nhà và tường chống cháy.
• Chất cách điện được ứng dụng để chế tạo thiết bị cách điện trong các bảng mạch, hệ thống điện áp cao và cả trong dây điện và dây cáp.

>>>>>Xem thêm: Màn hình OLED là gì? Cấu tạo, ưu và nhược điểm

So sánh chất dẫn điện và chất cách điện

Mong rằng những thông tin trên đã giúp bạn biết chất dẫn điện là gì và ứng dụng của chúng. Nếu thấy bài viết hữu ích, hãy chia sẻ cho bạn bè và người thân cùng biết nhé!