Алмазы, золото, свинец и бетон имеют очень разные электрические характеристики, в том числе их способность проводить электричество. Два из этих веществ являются электрическими проводниками, а два - изоляторами. Золото и свинец, будучи металлами, являются плохими изоляторами. Алмазы и бетон неметаллические и обладают хорошими изоляционными свойствами, но алмаз будет лучшим изолятором из-за его высокого удельного сопротивления.
Проводники и изоляторы
Стандартный электрический провод состоит из металлического проводника, окруженного изоляционной пластиковой оболочкой; проводник проводит электрический ток туда, куда ему нужно, а изолятор надежно предотвращает попадание электричества на другие провода или токопроводящие материалы. Проводники пропускают электрический ток с очень низким сопротивлением. Изоляторы, с другой стороны, сильно сопротивляются току, эффективно блокируя прохождение электричества. Проводимость зависит от электронов, которые вращаются вокруг атомов в веществе. В хороших проводниках электроны перемещаются свободно, облегчая прохождение тока. В изоляторе электроны более ограничены, поэтому электрический ток движется плохо.
Удельное сопротивление
Чем лучше изолятор, тем выше сопротивление. Ученые измеряют изоляционные материалы с точки зрения удельного сопротивления - сопротивления в омах, умноженного на расстояние, которое он должен пройти, - и используют такие единицы измерения, как Ом на метр. Например, удельное сопротивление стекла, изолятора, составляет более 1 миллиарда Ом-метров, в то время как алюминий, проводник, измеряет 26 миллиардных долей Ом-метра.
Алмазный
Один из самых твердых известных материалов, алмаз также является отличным электрическим изолятором. В алмазах атомы углерода - неметалла - прочно удерживаются в трехмерном кристаллическом образовании. Его удельное сопротивление составляет приблизительно 100 квадриллионов Ом-метров, или 1, за которым следуют 16 нулей.
Конкретный
Бетон - это смесь минералов, включая песок, щебень и гравий. Портландцемент связывает смесь, образуя твердое тело. Удельное сопротивление зависит от точной рецептуры и варьируется от 50 до 1000 Ом-метров. Хотя бетон плохо проводит электричество по сравнению с металлами, он лучше, чем стекло и другие материалы. Бетонная смесь с низким удельным сопротивлением способствует коррозии стальных конструкций, встроенных или прикрепленных к ней.
Вести
Хотя соединения свинца могут быть хорошими изоляторами, чистый свинец - это металл, который проводит электричество, что делает его плохим изолятором. Удельное сопротивление свинца составляет 22 миллиардных ом-метра. Он находит применение в электрических контактах, потому что, будучи относительно мягким металлом, он легко деформируется при затягивании и обеспечивает прочное соединение. Например, разъемы для автомобильных аккумуляторов обычно делают из свинца. Стартер автомобиля на короткое время потребляет ток более 100 ампер, что требует надежного подключения к аккумулятору.
Золото
Золото - плохой изолятор и хороший проводник, его удельное сопротивление составляет 22,4 миллиардных ом-метра. Как и свинец, золото широко используется для создания электронных контактов. В отличие от многих других металлов, он очень химически стабилен и устойчив к коррозии, которая разрушает другие типы электрических разъемов.