Vật dẫn điện là gì? Điều gì tạo nên một vật liệu được coi là dẫn điện? Các vật liệu dẫn điện nào được xem xét là hiệu quả nhất trong thời điểm hiện tại? Hãy cùng suadienlanh.vn khám phá và giải đáp những thắc mắc này trong bài viết bên dưới.
Bài viết được tư vấn chuyên môn bởi giám đốc kỹ thuật Võ Văn Hải – đã có kinh nghiệm 10 năm trong lĩnh vực sửa chữa điện lạnh – điện tử.
MỤC LỤC
1. Khái niệm vật dẫn điện là gì?
Vật liệu dẫn điện là gì? Tính chất và phân loại thông dụng như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu!
Khái niệm vật liệu dẫn điện: Vật liệu dẫn điện là những chất có khả năng truyền dẫn điện, cho phép dòng điện chuyển qua chúng theo một hoặc nhiều hướng khác nhau. Loại vật liệu này có thể bao gồm chất lỏng, chất rắn, và chất khí trong điều kiện cụ thể. Trong loạt vật liệu dẫn điện, kim loại và hợp kim được biết đến với khả năng dẫn điện cao nhất.
Ngoài ra, cũng nên tìm hiểu: Vật cách điện là gì? Vật liệu cách điện là những vật liệu có khả năng dẫn điện thấp, rất thấp hoặc không dẫn điện.
2. Tính chất của vật liệu dẫn điện
Các tính chất của vật dẫn điện là gì?
- Tính dẫn điện
Tính chất của vật liệu dẫn điện này là một khía cạnh quan trọng. Hầu hết các vật liệu dẫn điện thường có khả năng dẫn điện rất tốt. Để đánh giá khả năng dẫn điện, ta cần xem xét các thông số như điện trở, điện dẫn, điện trở suất, và hệ số nhiệt trở. Một số vật liệu dẫn điện xuất sắc như bạc, đồng, vàng, nhôm, và sắt thường được nhắc đến.
- Tính dẫn nhiệt
Khi bị đốt nóng hoặc làm lạnh, vật liệu dẫn điện có thể có tính chất dẫn nhiệt tốt, dễ nóng chảy ở nhiệt độ cao. Các vật liệu dẫn điện nhanh chóng nguội hoặc nóng sẽ thường có khả năng dẫn nhiệt tốt, trong khi những vật liệu cần thời gian để nguội hoặc đốt nóng có khả năng dẫn nhiệt kém hơn.
- Tính giãn nở nhiệt
Khi đặt trong điều kiện nhiệt độ cao, chúng có thể mở rộng và sau khi làm lạnh, chúng sẽ co lại. Do đó, trong xây dựng công trình, việc tạo một khe hở nhỏ là cần thiết để đảm bảo sự an toàn.
- Tính nhiễm từ:
Một số vật liệu dẫn điện có nguy cơ nhiễm từ cao bao gồm sắt và hợp kim của sắt. Tuy nhiên, khi chúng được đặt trong một từ trường, chúng mới thể hiện tính chất nhiễm từ. Ngoài ra, có những vật liệu như niken, coban, và các loại khác không có khả năng nhiễm từ.
- Tính nóng chảy:
Khi vật liệu dẫn điện được đốt nóng dưới điều kiện nhiệt độ phù hợp, chúng sẽ trở nên nóng chảy. Điều này mang lại lợi ích trong việc tạo hình, tạo khuôn một cách dễ dàng và có thể tái sử dụng để giảm chi phí.
- Tính chống ăn mòn:
Vật liệu dẫn điện thường có khả năng chống ăn mòn tốt trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường. Điều này giúp chúng không bị ăn mòn bởi oxy hoặc hơi nước. Một số vật liệu có khả năng chống ăn mòn tốt bao gồm đồng và nhôm.
- Tính chất cơ học:
Ngoài các tính chất trên, vật liệu dẫn điện còn thể hiện các tính chất cơ học như khả năng chịu nén tốt, chịu bẻ gãy, chịu kéo, và chịu xoắn.
3. Đặc điểm của vật liệu dẫn điện
– Vật liệu dẫn điện thường có khả năng uốn cong mà không gặp vấn đề về vỡ. Điều này có nghĩa là chúng có thể dễ dàng hình thành mà không bị hư hại. Trong các ứng dụng gia dụng và công nghiệp, vật liệu dẫn điện thường phải trải qua quá trình uốn cong để đạt được vị trí đúng đắn. Do đó, khả năng uốn linh hoạt là một đặc tính quan trọng của chúng.
– Để đối mặt với điều kiện căng thẳng cơ học và nhiệt độ cao, vật liệu dẫn điện cần có khả năng chống mài mòn cao. Điều này đặc biệt quan trọng khi chúng tiếp xúc với nhiều chu kỳ dòng điện, góp phần làm tăng nhiệt độ của chúng.
– Trong các ứng dụng dân dụng và công nghiệp, vật liệu dẫn điện thường được phủ một lớp cách nhiệt để tránh rủi ro. Lớp bảo vệ này, còn được gọi là áo cách điện, đóng vai trò quan trọng để ngăn chặn dòng điện tiếp xúc trực tiếp với con người. Việc duy trì tính nguyên vẹn của lớp cách điện là quan trọng để ngăn ngừa rủi ro và tai nạn liên quan đến vật liệu dẫn điện.
4. Phân loại vật liệu dẫn điện
Hiện tại, các vật liệu dẫn điện được phân loại thành ba loại chính tùy thuộc vào điều kiện vận hành:
– Vật liệu dẫn điện thể rắn bao gồm kim loại và hợp kim, được phân thành hai loại: dẫn điện cao và có điện trở cao. Các vật liệu có khả năng dẫn điện cao thường được sử dụng để sản xuất dây dẫn và cáp điện, trong khi loại có điện trở cao thường được ứng dụng trong việc tạo các thiết bị đốt nóng như bóng đèn và biến trở.
– Vật liệu dẫn điện ở thể lỏng bao gồm kim loại nóng chảy và các dung dịch điện phân. Trong điều kiện nhiệt độ cao, kim loại sẽ chuyển sang trạng thái nóng chảy, trừ thủy ngân với nhiệt độ nóng chảy là 39 độ C. Do đó, chỉ thủy ngân được sử dụng trong các ứng dụng kỹ thuật.
– Vật liệu dẫn điện ở thể khí tồn tại chỉ trong điều kiện cụ thể của môi trường khí. Vì vậy, vật liệu dẫn điện ở thể khí không được ứng dụng rộng rãi như ở thể rắn và lỏng.
5. 9 vật dẫn điện thông dụng
5.1. Nhôm
Ví dụ vật dẫn điện đầu tiên là nhôm, được biểu thị bằng kí hiệu hóa học AL, là một kim loại nhẹ, mềm có bề mặt màu trắng bạc ánh kim mờ và khả năng uốn cong dễ dàng. Nó có khả năng chống oxy hóa cao và là một vật liệu dẫn điện xuất sắc, đặc biệt được áp dụng trong lĩnh vực công nghiệp hàng không và truyền tải.
Trong một số trường hợp, nhôm được chế tạo thành dây dẫn điện. Tuy nhiên, do khả năng chịu nhiệt độ cao, nhôm thường được sử dụng rộng rãi trong các công trình kiến trúc như vách ngăn xây dựng và tấm lợp mái nhà.
5.2. Sắt
Fe là ký hiệu hóa học của sắt, một trong 5 vật dẫn điện phổ biến, nổi tiếng với tính cứng và sức bền. Sắt đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực và ngành công nghiệp, được sử dụng trong việc chế tạo các công cụ lao động như cuốc, gậy, xẻng cũng như sản xuất đồ gia dụng như giường, tủ, bàn, và cầu thang.
Vì sắt thường xuyên được ứng dụng trong việc sản xuất đồ gia dụng trong gia đình, các công trình xây dựng thường cần sử dụng các vật liệu cách điện như sàn nhựa giả gỗ để đảm bảo an toàn và ngăn chặn rủi ro đối với tính mạng.
5.3. Đồng
Đồng, có ký hiệu hóa học là Cu, là một kim loại mềm và dễ uốn, giúp dễ dàng tạo hình. Hiện nay, đồng được coi là một trong những vật liệu dẫn điện phổ biến nhất, được áp dụng trong sản xuất nhiều sản phẩm gia dụng và thủ công mỹ nghệ, như tượng đúc, chảo, hay que hàn.
Một số hợp chất của kim loại đồng xuất hiện dưới dạng màu xanh lục hoặc xanh lam, nên chúng thường được sử dụng trong ngành công nghiệp nhuộm vải để tạo màu.
5.4. Chì
Chì, với ký hiệu hóa học là Pb, là một kim loại mềm và có khả năng tạo hình. Trong lĩnh vực công nghiệp, chì có ứng dụng rộng rãi và là nguyên liệu không thể thiếu cho việc sản xuất ắc quy và chế tạo tấm chắn phóng xạ. Do đó, chì cũng được coi là một vật liệu dẫn điện hiệu quả.
5.5. Wolfram
Kim loại này được biểu hiện bằng ký hiệu hóa học là W, có tính chất dẫn điện xuất sắc, độ cứng cao, giòn và khó gia công. Tuy nhiên, wolfram lại có khả năng chống oxi hóa, axit và kiềm rất ổn định.
Wolfram tinh khiết thường được sử dụng trong lĩnh vực năng lượng điện, sản xuất dây đốt đèn sợi, chế tạo kính hiển vi và điện cực.
5.6. Natri
Natri, được biểu hiện bằng ký hiệu hóa học Na, là một kim loại dẫn điện có đặc tính mềm mại đến mức có thể bị cắt rời bằng dao. Natri đóng vai trò quan trọng trong việc tạo muối ăn và sản xuất xà phòng thơm, đèn hơi, cũng như chất bôi trơn bề mặt kim loại.
5.7. Vàng
Vàng, được biểu hiện bằng ký hiệu hóa học Au, là một kim loại có đặc tính dẫn điện và nhiệt tốt, có tính thẩm mỹ cao và khó bị oxy hóa. Sự khả năng dẫn điện mạnh của vàng có thể gây ảnh hưởng đến tính mạng con người khi dòng điện đi qua cơ thể. Vì vậy, trong môi trường tiếp xúc với điện, người thợ và công nhân nên tháo bỏ trang sức vàng để đảm bảo an toàn.
5.8. Bạc
Bạc, được ký hiệu hóa học là Ag, là một kim loại có tính chất mềm, dễ uốn, tuy nhiên vì giá thành cao, nên ít được ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp điện. Bạc thường được sử dụng rộng rãi để đúc tiền, tráng gương, hoặc chế tác đồ trang sức.
5.9. Crom
Crom, một vật liệu dẫn điện, nổi bật với đặc tính cứng, giòn, khả năng chịu nhiệt tốt và khả năng chống trầy xước cao. Được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong chế tạo các vật dụng có tuổi thọ cao.
Vật liệu dẫn điện này còn đóng vai trò quan trọng như chất xúc tác không thể thiếu trong các ngành công nghiệp, chẳng hạn như tạo tính không gỉ sét cho dụng cụ cắt, kéo, dao, đánh bóng bề mặt; cũng như tham gia vào việc tạo màu cho các sản phẩm như thuốc sơn, thuốc nhuộm, và làm khuôn đúc gạch nung.
6. Lưu ý khi sử dụng các vật liệu dẫn điện
Các vật liệu dẫn điện có thể mang lại nguy cơ đe dọa tính mạng con người nếu không sử dụng đúng cách. Do đó, khi dùng loại vật liệu này, cần lưu ý các vấn đề sau:
– Tuyệt đối không cho phép vật liệu dẫn điện khác nhau tiếp xúc trực tiếp với nhau, vì có thể gây ra hiện tượng ăn mòn điện hóa.
– Sử dụng các vật liệu cách điện như xi măng, bê tông, nhựa, và đá để đảm bảo an toàn cho người sử dụng điện.
– Luôn tham khảo và tuân theo hướng dẫn sử dụng vật liệu cách điện.
– Đặc biệt cần cẩn trọng khi sử dụng điện vào mùa hè, để tránh nguy cơ cháy nổ đe dọa tính mạng.
– Thiết kế và lắp đặt hệ thống điện gia đình sao cho phù hợp và đảm bảo an toàn.
– Giữ khoảng cách an toàn với các nguồn điện để tránh rủi ro.
7. Ứng dụng của vật liệu dẫn điện
Ứng dụng của vật dẫn điện là gì? Các chất dẫn điện được áp dụng trong nhiều ứng dụng thực tế, như:
– Ứng dụng của vật liệu dẫn điện đầu tiên là sử dụng trong bộ tản nhiệt của xe hơi để tiêu thụ nhiệt từ động cơ.
– Tấm sắt được chế tạo từ thép để nhanh chóng hấp thụ nhiệt.
– Sản xuất động cơ xe bằng sắt để dẫn chuyển nhiệt.
– Sử dụng nhôm trong việc lưu trữ nhiệt nhanh chóng và sản xuất các dụng cụ nấu ăn.
– Thủy ngân được áp dụng trong nhiệt kế để đo lường nhiệt độ cơ thể.
– Sử dụng đồng, đồng thau, thép và nhôm dưới dạng dây trong các mạch điện và hệ thống.
Trung tâm sửa chữa điện lạnh – điện tử suadienlanh.vn hy vọng rằng thông tin về vật dẫn điện là gì đã cung cấp đầy đủ thông tin cho bạn. Nếu bạn còn bất kỳ câu hỏi hoặc cần hỗ trợ thêm, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua số HOTLINE 0767 165 660 để được hỗ trợ nhanh chóng.
