Cele mai importante aspecte ale lecției
Conductoarele (metalele, grafitul, apa cu sare) sunt materiale prin care curentul electric poate să treacă, în timp ce izolatoarele (plasticul, sticla, hârtia, apa distilată) sunt materiale care blochează trecerea acestuia.
Gradul de conductivitate variază: metalele sunt conductoare superioare grafitului sau soluțiilor de apă cu sare.
Aplicații și protecție: Componentele prin care circulă curentul (ex. miezul cablurilor) sunt conductoare, dar exteriorul acestora și mânerele uneltelor sunt acoperite cu izolatoare electrice pentru a proteja omul de electrocutare.
Gradul de conductivitate variază: metalele sunt conductoare superioare grafitului sau soluțiilor de apă cu sare.
Aplicații și protecție: Componentele prin care circulă curentul (ex. miezul cablurilor) sunt conductoare, dar exteriorul acestora și mânerele uneltelor sunt acoperite cu izolatoare electrice pentru a proteja omul de electrocutare.
Conductoarele electrice sunt materialele care permit trecerea curentului electric prin ele.
Izolatoarele electrice sunt materialele care nu permit trecerea curentului electric.
În circuitele electrice, tipul materialului determină dacă un consumator (precum un bec) va funcționa sau nu atunci când este conectat la o sursă de tensiune.
| Conductoare (permit trecerea curentului) | Izolatoare (blochează curentul) |
|---|---|
| Metalele (ex. fire metalice din cupru/aluminiu) | Materialul plastic (izolația firelor) |
| Grafitul (mina de creion) | Hârtia |
| Apa cu sare | Sticla uscată |
| Apa distilată |
Capacitatea de a conduce curentul electric nu este la fel pentru toate materialele conductoare. Unele conduc curentul foarte ușor, în timp ce altele opun o oarecare rezistență.
Metalele sunt mai bune conductoare electrice comparativ cu grafitul sau soluțiile de sare. Într-un circuit de test, un conductor bun va face ca un bec să lumineze intens, în timp ce un conductor mai slab va produce o lumină mai redusă.
Cazul apei: Apa distilată (pură) este un izolator. Totuși, dacă se adaugă sare de bucătărie în ea, soluția devine conductoare. Pe măsură ce concentrația de sare crește, soluția conduce curentul electric tot mai bine.
Pentru a preveni electrocutarea, părțile conductoare aflate sub tensiune trebuie izolate față de contactul uman! Sarcinile electrice nu pot traversa materialele izolatoare pentru a ajunge pe corp.
Cablurile utilizate la prize sau aparate electrocasnice au un miez metalic (conductor) prin care trece curentul electric, acoperit cu un înveliș exterior din plastic (izolator) care permite manevrarea lor în siguranță.
Instrumentele folosite în instalațiile electrice (clești, șurubelnițe) au mânerele îmbrăcate în material izolator gros (plastic, cauciuc special) ca măsură de protecție pentru utilizator.
Probleme practice
Ușoară: Clasificați următoarele materiale în conductoare și izolatoare electrice: hârtie, sârmă de cupru, apă distilată, mină de creion.
Conductoare: sârmă de cupru, mină de creion (grafit).
Izolatoare: hârtie, apă distilată.
Izolatoare: hârtie, apă distilată.
Medie: Într-un circuit electric simplu, format dintr-o baterie și un bec, firele de legătură au fost prinse cu clești metalici crocodil fix peste izolația de plastic a unui cablu. Ce se va observa la bec și de ce?
Becul nu va lumina deloc. Materialul plastic este un izolator electric excelent, prin urmare blochează trecerea curentului electric de la baterie spre bec. Pentru a închide circuitul și ca becul să lumineze, contactul (cleștii) trebuie să atingă direct partea metalică dezgolită (conductorul) a cablului.
Dificilă: Un utilizator testează conductivitatea unui lichid introducând capetele unui circuit electric (cu baterie și bec) într-un pahar cu apă plată. Observă că becul din circuit luminează extrem de slab. Ce poate face pentru a determina becul să lumineze mai intens fără a înlocui componentele circuitului (bateria sau becul)? Explicați fenomenul.
Utilizatorul poate adăuga sare de bucătărie în apă și să o amestece bine. Apa pură este izolatoare, iar apa plată conține puține minerale, motiv pentru care conduce slab curentul. Dizolvarea sării transformă lichidul într-un conductor bun. Pe măsură ce adaugă și dizolvă mai multă sare (crescând concentrația), soluția va conduce curentul electric din ce în ce mai bine, permițând becului să lumineze tot mai intens.
