Vật liệu dẫn điện

Vật liệu dẫn điện là gì? Tính chất của vật liệu dẫn điện có gì đặc biệt? Những vật liệu nào sau đây là dẫn điện: đồng, sắt, gang, nhựa…? Bài viết hôm nay chúng tôi sẽ giải đáp chi tiết những câu hỏi trên đây, cùng tham khảo nhé!

Vật liệu dẫn điện là gì?

Vật liệu dẫn điện là các vật chất có tính dẫn điện, chúng cho phép dòng điện đi qua. Giải thích trên cơ sở lý thuyết vật liệu thì các vật chất này có mang điện tích(electron) tự do. Các electron này sẽ di chuyển theo hướng nhất định dưới tác động của dòng điện tại một điều kiện nhiệt độ nhất định.

Vật liệu dẫn điện có thể là chất rắn, chất lỏng hoặc chất hơi, chất khí trong những điều kiện phù hợp. Một số bộ phận được sản xuất bằng vật liệu trong các đồ dùng điện phổ biến hiện nay: lõi dây điện, chốt phích cắm, cầu chì, dây tóc bóng đèn bằng vonfram, bếp điện, nồi cơm điện được làm bằng nicrom…

Điện trở là giá trị biểu thị sự cản trở dòng điện đi qua vật liệu. Những vật liệu dẫn điện thường sẽ được giảm giá trị điện trở xuống mức thấp nhất bằng cách loại bỏ oxit kim loại, tinh luyện đạt đến độ tinh khiết nhất định nhằm tối ưu hiệu suất dẫn truyền điện. Một số vật liệu dẫn điện có điện trở cao có thể được ứng dụng vào việc đốt nóng(máy sưởi điện) hoặc thắp sáng(dây tóc bóng đèn).

>>Có thể Bạn quan tâm: Vật liệu cách điện là gì?

Phân loại vật liệu dẫn điện

Hiện nay, có thể phân chia vật liệu dẫn điện thành 3 loại chính dựa vào điều kiện hoạt động đó là:

• Vật liệu dẫn điện thể rắn: gồm các kim loại và hợp kim và được chia thành 2 loại là dẫn điện cao và có điện trở cao. Những loại vật liệu có khả năng dẫn điện cao được dùng để làm dây dẫn, cáp điện… Còn những loại có điện trở cao được dùng làm dụng cụ đốt nóng như bóng đèn, biến trở…
• Vật liệu dẫn điện ở thể lỏng: gồm các kim loại nóng chảy và các dung dịch điện phân. Bởi ở điều kiện nhiệt độ cao kim loại sẽ nóng chảy trừ thủy ngân có nhiệt độ nóng chảy là 39 độ C. Do vậy kim loại lỏng chỉ có thủy ngân được dùng trong kỹ thuật.
• Vật liệu dẫn điện ở thể khí: chỉ tồn tại trong những điều kiện nhất định có thể khí. Do đó không được ứng dụng nhiều như 2 loại vật liệu dẫn điện ở thể rắn và lỏng.

Đặc tính của vật liệu dẫn điện

• Tính dẫn điện

Đầu tiên, không thể bỏ qua đúng như tên gọi là tính dẫn điện, hầu hết các vật liệu dẫn điện đều có khả năng dẫn điện cực tốt. Để đánh giá khả năng dẫn điện cần dựa vào các thông số điện trở, điện dẫn, điện trở suất, hệ số nhiệt trở. Một số vật liệu dẫn điện tốt có thể kể đến như bạc, đồng, vàng, nhôm, sắt…

• Hệ số nhiệt của điện trở suất

Vật liệu dẫn điện có điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ trong khoảng nhiệt độ hẹp quan hệ giữa điện trở suất và nhiệt độ gần như là đường thẳng. Hệ số của điện trở suất sẽ thể hiện sự thay đổi điện trở suất của vật liệu khi nhiệt độ thay đổi. Cụ thể vật liệu có điện trở suất càng nhỏ hệ số càng lớn.

• Tính dẫn nhiệt

Thông thường khi đốt nóng hoặc truyền lạnh vật liệu dẫn điện sẽ có thêm tính dẫn nhiệt tốt, dễ nóng chảy ở nhiệt độ cao. Những loại dễ nguột hoặc dễ nóng nhanh sẽ có khả năng dẫn nhiệt tốt còn những loại lâu nguội, cần thời gian đốt nóng lâu sẽ có tính dẫn nhiệt kém. 

• Tính giãn nở nhiệt

Khi bị đốt nóng ở nhiệt độ cao các vật liệu dẫn điện sẽ bị giãn ra, khi làm lạnh thì sẽ bị co lại. Do vật khi sử dụng để xây dựng trong các công trình cần tạo một khe hở nhỏ để đảm bảo an toàn.

• Tính nhiễm từ

Một số vật liệu dẫn điện có khả năng nhiễm từ cao là sắt và hợp kim của sắt tuy nhiên cần đặt trong từ trường mới có tính nhiễm từ. Ngoài ra, còn có niken, coban còn những kim loại khác không có tính nhiễm từ.

• Tính nóng chảy

Vật liệu dẫn điện khi bị đốt nóng ở nhiệt độ thích hợp sẽ bị nóng chảy. Đây cũng chính là lợi thế giúp chúng có thể tạo hình, tạo khuôn dễ dàng và có thể tái sử dụng để tiết kiệm chi phí.

• Tính chống ăn mòn

Vật liệu dẫn điện có khả năng chống ăn mòn tốt ở nhiệt độ cao và nhiệt độ bình thường. Do đó chúng sẽ không bị ăn mòn bởi oxy hoặc hơi nước. Một số loại vật liệu chống ăn mòn tốt có thể kể đến là đồng, nhôm …

• Tính chất cơ học

Ngoài các tính chất trên các vật liệu dẫn điện còn có các tính chất như khả năng chịu nén tốt, chịu kéo, chịu bẻ gãy, chịu xoắn…

>>Xem thêm các chủ đề trong chuyên mục: Tìm hiểu về Vật Liệu

Một số loại vật liệu dẫn điện thông dụng

• Đồng (Cu)

Đồng được xem là vật liệu dẫn điện tốt nhất trong các loại vật liệu nên được dùng nhiều trong ngành kỹ thuật điện: trong kết cấu máy điện, máy biến thế, dây tải điện, trang thiết bị điện…. Bởi đặc tính có điện dẫn suất lớn, nhiệt dẫn suất lớn, sức bền cơ khí cao, chống va đập, chống ăn mòn khí quyển tốt, làm việc tốt trong điều kiện thời tiết xấu và có tính đàn hồi cao. 

• Nhôm (Al)

Nhôm là vật liệu dẫn điện thứ 2 sau đồng cũng được ứng dụng trong kỹ thuật điện: dây cáp điện, tụ điện, roto của động cơ điện, đầu nối giắc cắm, dây dẫn điện ở đường dây truyền tải. Nhôm có màu trắng bạc, là kim loại mềm, dễ dát mỏng, gia công, dễ kéo sợi, dễ bị phá hủy trong môi trường có muối và chống ăn mòn tốt. Tuy nhiên nhôm có nhược điểm là sức bền cơ khí kém, khó hàn nối.

• Chì (Pb)

Chì là  vật liệu dẫn điện có màu tro sáng ngả xanh da trời với đặc tính mềm dẻo, dẫn điện tốt ở điều kiện nhiệt độ thấp. Dễ hòa tan trong acid, sức bền cao với điều kiện khắc nghiệt, không bị tác dụng bởi muối, dễ dát mỏng. Tuy nhiên nêu bay hơi chì rất độc hại. Do đó được ứng dụng làm lớp bảo vệ cáp điện để chống ẩm, chế tạo tấm bản cực acquy điện, đường dây dẫn điện…

• Vonfram

Là kim loại ở dạng rắn, màu xám đặc trưng, nhiệt độ nóng chảy thuộc vào vật liệu cao nhất tối đa 3370 độ C. Vonfram có đặc tính độ cứng cao, chống tác dụng của hồ quang, độ ăn mòn bề mặt nhỏ. Do đó được ứng dụng phổ biến để làm dây tóc bóng đèn. Tuy  nhiên, vonfram có nhược điểm là khó gia công.

• Bạch kim (Platin)

Là kim loại rất bền vững khi không kết hợp với oxy, bền vững với thuốc thử hóa học, dễ gia công cơ khí và dát mỏng. Vậy nên bạch kim được ứng dụng để sản xuất cặp nhiệt độ, sản xuất đồng hồ điện yêu cầu độ nhạy cao.

Một số lưu ý khi sử dụng vật liệu dẫn điện

Bên cạnh những ưu điểm, vật liệu dẫn điện cũng sẽ tồn tại những nhược điểm vì có tính chất dẫn điện. Do đó để đảm bảo an toàn tính mạng con người cần sử dụng đúng cách, đúng kỹ thuật. Dưới đây là một số lưu ý cần quan tâm khi sử dụng vật liệu dẫn điện:

• Nên đặt tách rời nhau để tránh hiện tượng ăn mòn điện hóa, tuyệt đối không được đặt gần nhau để tranh tiếp xúc trực tiếp. 
• Nên sử dụng thêm vật liệu cách điện để đảm bảo an toàn cho người vận hành điện: nhựa, xi măng, bê tông…
• Trước khi dùng cần tham khảo hướng dẫn sử dụng chi tiết và tuân thủ thực hiện theo khuyến cáo của nhà sản xuất.
• Trong thời điểm mùa hè nên cẩn thận tuyệt đối trong mọi trường hợp vì thời tiết nóng, nhiệt độ cao dễ gây cháy nổ nguy hiểm.
• Với quy mô gia đình nên thiết kế và lắp đặt mạng điện lưới để đảm bảo an toàn.
• Vật liệu dẫn điện được đặt cách nguồn điện một khoảng cách an toàn nhất định.

Kết luận

Bài viết trên đây chúng tôi đã tổng hợp những thông tin chi tiết về khái niệm, tính chất của vật liệu dẫn điện và các loại vật liệu dẫn điện được sử dụng phổ biến hiện nay. Nếu vẫn còn thắc mắc hoặc câu hỏi khác vui lòng để lại phản hồi phía dưới. Ngoài ra, đừng quên theo dõi trang web của chúng tôi thường xuyên để cập nhật những tin tức mới nhé!

Tuấn Hưng Phát cung cấp van điều khiển điện, Van điều khiển khí nén, van công nghiệp, vật tư đường ống chính hãng, đầy đủ CO, CQ – Sẵn hàng tại kho – Nhập khẩu và phân phối trực tiếp nên giá cực tốt – Bảo hành 12 tháng! Mời Quý Vị tham khảo thêm sản phẩm: Van bướm điện từ – Van bi điện từ