הבנת מוליכי חשמל, תרמיים וקול

במדע, א מנצח הוא חומר המאפשר זרימת אנרגיה. חומר המאפשר זרימת חלקיקים טעונים הוא מוליך חשמלי. חומר המאפשר העברת אנרגיה תרמית הוא מוליך תרמי או מוליך חום. למרות שמוליכות חשמלית ומוליכות תרמית הנפוצות ביותר, ניתן להעביר אנרגיה מסוגים אחרים. לדוגמא, חומר המאפשר מעבר של צליל הוא מוליך קולי (אקוסטי) (מוליכות קולית קשורה לזרימת נוזלים בהנדסה).

בזמן שמוליך מעביר אנרגיה, מבודד מאט או עוצר את מעברו. חומרים מסוימים יכולים להיות מוליך וגם מבודד במקביל לצורות אנרגיה שונות. לדוגמה, רוב יהלומים מוליכים חום בצורה יוצאת דופן, ובכל זאת הם מבודדים חשמליים. מתכות מוליכות חום, חשמל וצליל.

מוליכים חשמליים מעבירים מטען חשמלי בכיוון אחד או יותר. עם זאת, כל חלקיק טעון עשוי להיות מועבר מאחר ואלקטרונים מקיפים אטומים, בעוד פרוטונים בדרך כלל קשורים בגרעין, זה הרבה יותר נפוץ שהאלקטרונים זזים מאשר פרוטונים. חיוב או חיובי שלילי יונים יכול גם להעביר תשלום, כמו במי ים. חלקיקים תת-אטומיים טעונים עשויים לעבור גם הם דרך חומרים מסוימים.

כמה טוב חומר נתון מאפשר זרימת מטען תלוי לא רק בהרכבו אלא גם בממדיו. חוט נחושת עבה הוא מוליך טוב יותר מחוט דק; חוט קצר מוליך טוב יותר מחוט ארוך. קוראים להתנגדות לזרם המטען

כמה דוגמאות למוליכים חשמליים מצוינים הם:

• כסף
• זהב
• נחושת
• מי ים
• פלדה
• גרפיט

דוגמאות לבידוד חשמלי כוללות:

• זכוכית
• רוב הפלסטיקה
• מים טהורים

רוב המתכות הן גם מוליכים תרמיים מצוינים. מוליכות תרמית היא העברת חום. זה מתרחש כאשר חלקיקים תת אטומיים, אטומים או מולקולות צוברים אנרגיה קינטית ומתנגשים זה בזה.

הולכה תרמית נעה תמיד בכיוון של החום הגבוה ביותר לנמוך ביותר (חם לקור) ותלויה לא רק באופי החומר אלא גם בהבדל הטמפרטורה ביניהם. למרות שמוליכות תרמית מתרחשת בכל מצבי החומר, היא הגדולה ביותר במוצקים מכיוון שחלקיקים ארוזים זה לזה יותר מאשר בנוזלים או בגזים.

דוגמאות למוליכים תרמיים טובים כוללים:

• פלדה
• כספית
• בטון
• גרניט

דוגמאות לבידוד תרמי כוללות:

• צמר
• משי
• רוב הפלסטיקה
• בידוד
• נוצות
• אוויר
• מים

העברת צליל דרך חומר תלויה בצפיפות החומר מכיוון שגלי הקול דורשים אמצעי נסיעה. אז, חומרים בצפיפות גבוהה יותר הם מוליכי קול טובים יותר מחומרים בצפיפות נמוכה. ואקום אינו יכול להעביר צליל כלל.

דוגמאות למוליכי סאונד טובים כוללים:

• עופרת
• פלדה
• בטון

דוגמאות למוליכי סאונד לקויים היו:

• נוצות
• אוויר
• קרטון