Razumijevanje električnih, toplinskih i zvučnih provodnika

U nauci, a dirigent je materijal koji dopušta protok energije. Materijal koji omogućuje protok nabijenih čestica je električni vodič. Materijal koji omogućava prijenos toplinske energije je toplinski vodič ili toplinski vodič. Iako su električna i toplinska vodljivost najčešće, mogu se prenijeti druge vrste energije. Na primjer, materijal koji omogućava prolazak zvuka je zvučni (akustični) provodnik (zvučna vodljivost odnosi se na protok tekućine u inženjerstvu).

Dok provodnik prenosi energiju, izolator usporava ili zaustavlja njegov prolazak. Neki materijali mogu istovremeno biti i provodnik i izolator za različite oblike energije. Na primjer, većina dijamanti provode toplinu izuzetno dobro, a ipak su električni izolatori. Metali provode toplinu, električnu energiju i zvuk.

Električni vodiči prenose električni naboj u jednom ili više smjerova. Međutim, može se prenijeti bilo koja nabijena čestica, budući da elektroni okružuju atome, dok su protoni obično vezani unutar jezgre, mnogo je češće da se elektroni kreću od protona. Bilo pozitivno ili negativno nabijeno

Koliko dobro određeni materijal dopušta protok naboja, ovisi ne samo o njegovom sastavu nego i o njegovim dimenzijama. Debela bakrena žica bolji je provodnik od tanke; kratka žica vodi bolje od duge. Zove se protivljenje protoku naboja električni otpor. Većina metala su električni vodiči.

Neki primjeri izvrsnih električnih vodiča su:

• Srebro
• Zlato
• Bakar
• Morska voda
• Željezo
• Grafit

Primjeri električnih izolatora uključuju:

• staklo
• Većina plastike
• Čista voda

Većina metala su i izvrsni toplinski vodiči. Toplinska vodljivost je prijenos topline. To se događa kada dobiju subatomske čestice, atomi ili molekule kinetička energija i sudaraju se međusobno.

Toplinska provodljivost se uvijek kreće u smjeru od najveće do najniže topline (vruća do hladna) i ovisi ne samo o prirodi materijala nego i o temperaturnoj razlici između njih. Iako se toplinska vodljivost pojavljuje u svim stanjima materije, najveća je u čvrstim tvarima jer se čestice skupljaju bliže zajedno nego u tekućinama ili plinovima.

Primjeri dobrih toplinskih vodiča uključuju:

• Željezo
• Merkur
• beton
• Granit

Primjeri toplinskih izolatora uključuju:

• Vuna
• Svila
• Većina plastike
• Izolacija
• perje
• Zrak
• Voda

Prijenos zvuka kroz materijal ovisi o gustoći tvari, jer zvučni valovi zahtijevaju medij za putovanje. Dakle, tvari veće gustoće bolji su zvučni provodnici od materijala niske gustoće. Vakuum uopće ne može prenijeti zvuk.

Primjeri dobrih zvučnih vodiča uključuju:

• voditi
• Željezo
• beton

Primjeri loših zvučnih provodnika su:

• perje
• Zrak
• Karton