Điện chính là một trong những nguồn năng lượng không thể thiếu trong đời sống sinh hoạt hiện nay. Nhu cầu sử dụng điện đang không ngừng tăng cao ở tất cả các nước trên thế giới. Vậy làm thế nào để truyền điện từ nguồn này sang nguồn khác? Điều kiện để một vật dẫn điện là gì? Các thiết bị, vật liệu nào có thể dẫn điện? Bài viết dưới đây sẽ cung cấp những thông tin hữu ích giúp chúng ta giải đáp các thắc mắc trên.
Điều kiện để một vật dẫn điện
Sự dẫn điện
Theo khái niệm vật lý, sự dẫn điện chính là khả năng của một môi trường cho phép sự di chuyển của các hạt điện tích qua nó, khi có lực tác động và các hạt. Sự di chuyển có thể tạo thành dòng điện. Nói một cách đơn giản, sự dẫn điện là hiện tượng có dòng điện chạy qua vật chất đó.
Sự dẫn điện là hiên tượng dòng điện chạy qua một vật nào đó
Dòng điện là sự chuyển dời có hướng của các hạt điện tích như ion dương, ion âm, hạt điện tử trong một vật chất nào đó. Điều kiện để dòng điện xuất hiện là có điện tích tự do và có điện trường. Muốn có điện tích tự do thì phải ion hóa các nguyên tử của vật chất đó. Từ đó, các điện tích tự do có điện trường sẽ chuyển động tạo ra lực điện trường tác động lên các điện tích đó.
Các vật chất phải có kết cấu vật thể rõ ràng để tạo đường dẫn cho dòng điện chạy qua, ví dụ như: bình chứa chất điện phân, dây dẫn điện, ...
Vật (chất) dẫn điện
Trong lĩnh vực kỹ thuật hay vật lý, một vật dẫn điện được xem như một đối tượng hoặc một vật liệu cho phép dòng điện chạy qua nó theo một hoặc nhiều hướng. Một ví dụ cụ thể chính là dây điện mà chúng ta thường thấy, dây điện cũng được xem là một vật dẫn điện cho phép dòng điện chạy dọc theo chiều dài của nó.
Chất dẫn điện trong tự nhiên có thể chia thành chất dẫn điện dạng lỏng (kim loại nóng chảy), chất rắn (kim loại), dung dịch điện phân hoặc chất khí ở điện trường cao.
Bên cạnh đó, trái đất, con người, kim loại hay động vật đều là chất dẫn điện. Do đó, các tình trạng điện giật gây nguy hiểm đến mạng sống con người thường xảy ra do cơ thể con người cũng là một vật dẫn điện tốt.
Điều kiện để một vật dẫn điện là gì?
Chúng ta vừa tìm hiểu qua sự dẫn điện và vật dẫn điện, vậy điều kiện để một vật dẫn điện là gì? Điều kiện thiết yếu để làm rõ thắc mắc trên chính là vật dẫn điện phải là những vật có chứa những điện tích tự do bên trong nó. Ví dự như kim loại, bản thân kim loại có chứa những electron tự do, dung dịch axit, muối... đều có chứa những ion tự do mang điện. Suy ra, chúng là chất dẫn điện.
Một vật dẫn điện khi có các hạt electron tự do bên trong nó
Các hạt điện tích tự do di chuyển từ điểm này đến điểm khác trong phạm vi thể tích của vật dẫn tạo ra dòng điện. Điện tích của các hạt electron và các hạt proton mang điện tích nhỏ nhất nên được gọi là những điện tích nguyên tố.
Các nguyên tử của vật điện thường có cấu tạo:
- Hạt nhân nằm ở vị trí trung tâm mang điện tích dương gồm các hạt proton mang điện dương và các hạt notron không mang điện.
- Các hạt electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân.
- Về bản chất, do số hạt proton trong hạt nhân có số lượng bằng các hạt electron xung quanh nên độ lớn điện tích dương và độ lớn điện tích âm là bằng nhau, từ đó nguyên tử trung hòa về điện.
Các vật dẫn điện thường gặp
Những vật dẫn điện thường được chia thành hai dạng là: chất dẫn điện có điện trở suất thấp và chất dẫn điện có điện trở suất cao.
- Chất dẫn điện có điện trở suất thấp có thể kể đến như Pb, Sn, Cu, Al, Ag... và một số các hợp kim khác thường được sử dụng để làm vật liệu dẫn điện.
- Chất dẫn điện mang điện trở suất cao như các hợp kim Constantan, Niken, Crôm, Cacbon, Manganin... Những hợp chất này thường được dùng để chế tạo các dụng cụ đo điện trở, thiết bị nung nóng bằng điện, biến trở.
Bên cạnh đó, cũng có một số kim loại thuộc top những vật dẫn điện tốt như:
Kim loại là những vật dân điện tốt nhất
- Bạc là kim loại có tính mềm, dễ dàng uống nắn và được xếp vào loại dẫn điện tốt nhất, tuy nhiên do giá thành khá cao mà bạc bị hạn chế dùng trong các ngành công nghiệp điện. Thay vào đó, bạc dùng phổ biến để đúc tiền, đồ trang sức, táng gương...
- Đồng cũng thuộc dạng kim loại mềm, có thể uốn thành nhiều hình dạng và tạo hình, khả năng dẫn điện của đồng ở mức tốt. Dễ thấy đồng trong các lõi dây điện bởi do tính dẫn điện tốt mà giá thành thương đối ổn định nên đồng được sử dụng khá phổ biến trong chế tạo dây điên dân dụng và các loại dây điện khác.
- Vàng có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, tính thẩm mỹ cao và khó bị oxi hóa. Khả năng dẫn điện của vàng ở mức khá nên vàng thường được sử dụng để làm đơn vị trao đổi tiền tệ hay các loại trang sức. Mặc khác, vàng lại là một chất dẫn điện tốt vậy nên khi làm việc trong môi trường điện năng, bạn cần chú ý tháo bỏ các trang sức vàng ra khỏi cơ thể để tránh gây nguy hiểm đến tính mạng.
- Nhôm cũng xếp vào loại dẻo, khó bị oxi hóa, nhiệt độ nóng chảy cao và có khả năng dẫn điện ở mức khá. Người ta thường sử dụng nhôm để làm dây dẫn điện trong vài trường hợp. Do có tính chịu nhiệt cao nên nhôm thường được ưu tiên sử dụng trong các công trình kiến trức như chế tạo tôn mái nhà, trị nhà, hàng rào, và một số vật liệu gia dụng.
Có thể nói điện chính là một nguồn năng lượng không thể thiếu trong cuộc sống hiện tại của chúng ta. Hy vọng bài viết trên đây có thể phần nào giúp bạn giải đáp được thắc mắc cho câu hỏi “Điều kiện để một vật dẫn điện là gì?”. Những lợi ích mà điện mang đến là điều không thể bàn cãi, tuy nhiên nên sử dụng điện một cách cẩn thận để tránh những sự cố đáng tiếc.
Bài viết liên quan:
- Điện năng là gì? Công thức tính và ứng dụng
- Sóng điện từ là gì?
