איזה יהיה המבודד הטוב ביותר: יהלום, זהב, עופרת או בטון?

ליהלומים, זהב, עופרת ובטון מאפיינים חשמליים שונים מאוד, כולל יכולתם להוביל חשמל. שניים מחומרים אלה הם מוליכים חשמליים ושניים מבודדים. זהב ועופרת, בהיותם מתכות, הופכים מבודדים גרועים. יהלומים ובטון אינם מתכתיים ובעלי תכונות בידוד טובות, אך יהלום יהפוך את המבודד לטוב יותר בשל התנגדותו החזקה.

חוט חשמל סטנדרטי מורכב ממוליך מתכת המוקף במעטפת פלסטיק מבודדת; המוליך נושא זרם חשמלי לאן שהוא צריך להגיע, והמבודד מונע בבטחה את נדידת החשמל לחוטים אחרים או לחומרים מוליכים. מוליכים נושאים זרם חשמלי עם התנגדות נמוכה מאוד. לעומת זאת, מבודדים מתנגדים מאוד לזרם וחוסמים למעשה את זרימת החשמל. הולכה תלויה באלקטרונים שמקיפים את האטומים בחומר. במוליכים טובים, האלקטרונים נעים בחופשיות, מה שמקל על זרם הזרימה. במבודד האלקטרונים מוגבלים יותר, כך שהזרם החשמלי נע גרוע.

ככל שהמבודד טוב יותר, כך ההתנגדות גבוהה יותר. מדענים מודדים חומרי בידוד במונחים של התנגדות - ההתנגדות באוהם כפול המרחק שעליו לעבור - ומשתמשים ביחידות כמו אוהם פעמים מטר. לדוגמא, ההתנגדות של זכוכית, מבודד, היא מעל למיליארד אוהם מטר, ואילו אלומיניום, מוליך, מודד 26 מיליארד של מטר אוהם.

אחד החומרים הקשים ביותר הידועים, היהלום הוא גם מבודד חשמל מצוין. ביהלומים אטומי פחמן - לא מתכת - מוחזקים היטב בתצורת גביש תלת מימדית. ההתנגדות שלו היא כ- 100 קוואדריליון אוהם-מטר, או 1 ואחריה 16 אפסים.

בטון הוא תערובת של מינרלים, כולל חול, אבן כתוש וחצץ. מלט פורטלנד קושר את התערובת יחד ליצירת מוצק קשיח. עמידות תלויה בתכשיר המדויק ומשתנה בין 50 ל -1,000 אוהם מטר. למרות שבטון מוליך חשמל בצורה גרועה בהשוואה למתכות, הוא מוליך טוב יותר מזכוכית וחומרים אחרים. תערובת בטון עם עמידות נמוכה תורמת לקורוזיה במבני פלדה המוטבעים או מחוברים אליו.

למרות שתרכובות עופרת יכולות להיות מבודדות טובות, עופרת טהורה היא מתכת המוליכה חשמל, מה שהופך אותה לבידוד גרוע. ההתנגדות של העופרת היא 22 מיליארד של מטר אוהם. הוא רואה שימוש במגעים חשמליים מכיוון שהוא מתכת רכה יחסית, הוא מתעוות בקלות כשהוא מהודק ויוצר חיבור מוצק. לדוגמא, המחברים לסוללות לרכב עשויים בדרך כלל עופרת. מנוע המתנע של מכונית שואב בקצרה מעל 100 אמפר זרם, ודורש חיבור חזק לסוללה.

הזהב הוא מבודד גרוע ומוליך טוב, בעל התנגדות של 22.4 מיליארד של מטר אוהם. כמו בעופרת, נעשה שימוש נרחב בזהב ליצירת קשרים אלקטרוניים. שלא כמו מתכות רבות אחרות, הוא יציב מאוד מבחינה כימית ועומד בפני קורוזיה המשפילה סוגים אחרים של מחברים חשמליים.