Elektrische Eigenschappen: Hoe Materialen Elektriciteit Geleiden

Elektrische eigenschappen zijn de fysische condities die toestaan dat een elektrische lading van atoom tot atoom in een specifiek materiaal beweegt. Deze eigenschappen verschillen sterk tussen de drie hoofdtypen materialen: vastestoffen, vloeistoffen en gassen. Elektrische eigenschappen van vaste materialen zoals metaal zijn hoog, terwijl elektrische ladingen niet zo gemakkelijk in water bewegen en een nog moeilijkere tijd hebben met gassen. In elk element zijn er uitzonderingen: sommige vastestoffen zijn slechte geleiders, en sommige gassen kunnen uitstekende geleiders worden.

Vastestoffen en Geleiding

Vastestoffen en elektriciteit zijn vaak een perfecte combinatie voor geleidbaarheid. De elektrische eigenschappen van koper, staal en andere metalen bieden de optimale kans vanwege de fysieke nabijheid van atomen. Wanneer elektronen gemakkelijk tussen atomen kunnen passeren, bevordert dit elektrische geleidbaarheid. Vastestoffen zoals zilver, koper en aluminium zijn populair bij elektrisch werk omdat zeer weinig energie verloren gaat wanneer elektriciteit door deze metalen reist.

Isolatoren

Niet alle vastestoffen bezitten de sterke elektrische eigenschappen van metaal. Items zoals glas, hout en plastic worden isolatoren genoemd omdat de dicht bij elkaar gepakte elektronen geen elektrische ladingen gemakkelijk delen. Wanneer een elektrische stroom aan deze materialen geïntroduceerd wordt, gebeurt er niets. Deze vastestoffen worden nog steeds gewaardeerd in elektrisch werk, maar vaak om mensen te beschermen tegen elektrische ladingen.

Vloeistoffen

De elektrische eigenschappen die in vloeistoffen gevonden worden, variëren afhankelijk van het materiaal. Zoutwater heeft bijvoorbeeld eigenschappen die uitstekende geleidbaarheid van elektriciteit toestaan omdat de ionen in zout een vrije stroom van elektriciteit bevorderen. Hoewel elektriciteit door gewoon water kan passeren, worden drink- en gedestilleerd water isolatoren genoemd vanwege de slechte stroom van elektriciteit. Andere vloeistoffen, zoals olie, benzine en petroleum bevatten nog betere isolerende eigenschappen omdat elektriciteit een moeilijke tijd heeft erdoorheen te passeren.

Gassen

De elektrische eigenschappen van gassen fluctueren het meest van alle drie basismaterialen. In een normale toestand zijn gassen zoals zuurstof, kooldioxide en stikstof dermate slechte geleiders van elektriciteit dat ze eigenlijk niet-geleiders genoemd worden. Als deze gassen blootgesteld worden aan verschillende elementen, veranderen de eigenschappen snel. Bijvoorbeeld, wanneer de luchtdruk daalt, zoals bij een onweersbui, worden gassen een betere geleider van elektriciteit. De druk creëert een dichtere atmosfeer en stelt elektriciteit, vaak in de vorm van bliksem, in staat om vrijer te bewegen.