محتويات
ما الخاصية التي تجعل المطاط عازلاً جيداً
الخاصية التي تجعل المطاط عازلاً جيداً الشبكة البلورية المتراصة.
والمقصود بالشبكة البلورية عبارة عن التركيب الثلاثي الأبعاد لمكونات الذرة أو الأيونات أو الجزيئات، تتشكل على شكل مكعب بسيط، تكون الشبكة البلورية في المطاط محصورة بإحكام، والإلكترونات تكون فيها متراصة على بعضها البعض فلا تتحرك ولا تنتقل بين مكان وآخر لذا يُعتبر المطاط عازل حراري وكهربائي.
كذلك الأمر بالنسبة للبلاستيك والزجاج والخشب، بينما المعادن بما في ذلك الفضة والنحاس، والحديد والذهب الإلكترونات فيها لا تكون متراصة بل تكون حرة ويمكنها أن تتحرك من مكان لآخر في الذرة مما يجعلها نواقل للحرارة والتيار الكهربائي، أو ما يعرف باسم الموصلات الحرارية.
هل المطاط عازل حراري
نعم، إن المطاط عازل حراري وكهربائي أيضاً.
هذا ما يفسر تصنيع الأرضيات في الكثير من العمليات والمركبات المختلفة من مادة المطاط، فخصائص المطاط الكيميائية (التركيبة البلورية المتقاربة) جعلته منخفض التوصيل الحراري.
فلا تسمح ذراته المتقاربة والمحكمة الإغلاق فيما بينها من تحرك الإلكترونات الخارجية ضمنها، هذا الأمر يبطئ من حركة الإلكترونات فلا تنقل الحرارة، ولا التيار الكهربائي حتى. [1]
لماذا المطاط عازل جيد
يعتبر المطاط عازل جيد لأن الإلكترونات في ذراته متراصة على بعضها البعض.
يطلق على هذه الخاصية اسم الشبكة البلورية المتراصة، وهي أحد خصائص للمَطاط التي تؤدي إلى منع الإلكترونات من التحرك في الذرة، هذا الأمر يجعل الكهرباء مقيدة داخل هذه المادة.
والهدف الرئيسي للمادة العازلة تقييد حركة الإلكترونات ضمن المادة لذا يعتبر المطاط عازل كهربائي من النوع الممتاز، فيدخل المطاط في صناعة الكثير من الأدوات الكهربائية للعزل وخاصة الحصائر الكهربائية.
والحري بالذكر أن الدور الأساسي الذي تؤديه العوازل هو تقييد الكهرباء، والحفاظ عليها داخل المادة، ومادة المطاط تستخدم في تغطية الأسلاك الكهربائية لأنه سهل التشكيل، فضلاً عن خاصيته العازلة للكهرباء. [2]
لماذا الإطارات المطاطية للطائرات مصنوعة من مادة موصلة للكهرباء
الإطارات المطاطية للطائرات مصنوعة من مادة موصلة للكهرباء لتفريغ الكهرباء الساكنة أثناء السقوط.
فعلى الرغم من أن المَطاط مادة عازلة للكهرباء، إلا أن الإطارات المطاط في دواليب الطائرة تصنع من مادة موصلة للكهرباء، والسبب في ذلك أن الطائرة تكتسب طاقة كهربائية، ويحتمل تفريغ هذه الشحنة إلى الأرض على شكل شرارات.
وهذا يعتبر خطراً، خاصة عند تزويد الطائرة بالوقود، فقد ينجم عن ذلك إنفجار الطائرة، ولتجنب ذاك تصنع إطارات دواليب الطائرة من مادة ناقلة للتيار الكهربائي.
مما يؤدي إلى تفريغ الشحنات الكهربائية فيها عند ملامسة الطائرة الأرض أثناء الهبوط، هذا الأمر يفسر حدوث شرارات في دواليب الطائرة أثناء الهبوط ناتجة عن احتكاك المطاط مع الأرض. [3]
لماذا يتم تغليف الاسلاك الكهربائية بالمطاط
يتم تغليف الأسلاك الكهربائية بالمطاط لأنها مادة عازلة للتيار الكهربائي، وتمنع حدوث صدمة كهربائية لمن يلمسها، أو حدوث ماس كهربائي عند تلامس الأسلاك مع بعضها البعض.
حيث أن المطاط يعد من المواد العازلة للتيار الكهربائي كما أسلفنا سابقاً، لذا يتم تغطية الأسلاك الكهربائية في المنازل بالمطاط أو بالبلاستيك لمنع وصول التيار الكهربائي لمن يلمسها ويصاب بصدمة.
فجسم الإنسان ناقل للتيار الكهربائي هذا ما يفسر الإصابة بصدمة كهربائية عند لمس الأسلاك الكهربائية غير المغطاة بالمطاط أي منزوع عنه البلاستك أو المطاط، فضلاً عن ذلك في حال لم يتم تغطية الأسلاك بالمادة العازلة من مطاط أو بلاستيك سوف يحدث ماس كهربائي مجرد تلامس الأسلاك الكهربائية مع بعضها البعض. [4]
ما الخاصية التي تجعل الفلز موصلا جيدا
الخاصية التي تجعل الفلز موصلاً جيداً هي الشبكة البلورية المتباعدة.
فذرات المعادن متباعدة عن بعضها البعض مما يسمح بمرور الإلكترونات بينها، خلاف المطاط الذي يمتلك شبكة متقاربة لا تسمح بذلك، أي ذراتها تسمح بمرور الإلكترونات الخارجية بينهما بسهولة.
والإلكترونات الداخلية بدلاً من دورانها حول النواة، تشكل مع الإلكترونات الخارجية بحر من الإلكترونات حول النواة الموجبة، بشكل عام معظم المعادن تنقل الكهرباء.
الحري بالذكر أن الفضة أكثر المعادن والمواد الناقلة للتيار الكهربائي كفاءةٍ في إيصال الكهرباء، وعلى ال رغم من خصائصه التي تجعله أفضل الموصلات الكهربائية إلا أنه لا يستخدم كثيراً في هذا المجال، لأن تكلفته باهظة الثمن، فضلاً عن محدودية وفرة الفضة بالطبيعة.
تصنع الأسلاك الكهربائية من معدن النحاس مع أنه أقل موصلية كهربائية من الفضة لكن تكلفته أقل بكثير من الفضة، كما أنه يستخدم كموصل فعال في الكثير من المعدات المنزلية. [5]
ما هي اكثر مادة موصلة للكهرباء
أكثر مادة موصلة للكهرباء هي الفضة.
والمقصود بالموصولية قدرة المادة على نقل الطاقة (الكهرباء والحرارة والصوت)، وأكثر المواد على الأرض موصليةً هي الفضة، تليها النحاس فالذهب، والفضة ليست موصلة للكهرباء فقط بل للحرارة أيضاً، كما أنها أعلى انعكاس للضوء.
ومع أن الفضة موصل ممتاز للكهرباء، إلا أن النحاس يستعمل في التوصيلات الكهربائية لأنه أقل تكلفة، ومقاومة ضد التآكل، والسبب في أن الفضة أفضل موصول بين المواد لأن إلكتروناته حرة، والتباعد بين ذراته يسمح لمرور الإلكترونات الخارجية فيها أي أن بنيته البلورية وتكافؤه السبب في إعطائه هذه الخصائص. [6]
يستخدم المطاط كعازل صوتي لتقليل انتقال الصوت ايضا