رسانا و نارسانا

اجسام نه تنها بار الكتریكی دارند بلكه می‌توانند بار الكتریكی را از خود عبور دهند. قابلیت هدایت بار در اجسام گوناگون متفاوت است.

برای روشن شدن مفهوم این تفاوت به شكل روبه‌رو توجّه كنید. در این شكل، جسمی بین دو محل با دماهای متفاوت قرار گرفته است. فلزات گرما را به خوبی هدایت می‌كنند بر همین اساس به آن ها رسانای گرما می‌گویند. برعكس، اجسامی كه گرما را خوب منتقل نمی‌كنند، نارسانا یا عایق گرما نامیده می‌شوند.

اگر یك میله فلزی بین دو جسم باردار قرار ‌گیرد، شرایطی مشابه انتقال گرما روی می دهد و الكترون ها از طرف جسم منفی به سمت جسم مثبت حركت می كنند.

به جز موارد استثنایی، موادی كه برای گرما رسانای خوبی هستند، جریان الكتریسیته را نیز خوب منتقل می كنند. فلزاتی مانند مس، آلومینیوم، نقره و طلا رسانای خوبی هستند، بنابراین در سیم كشی های الكتریكی از آن ها استفاده می‌شود.

نارساناهای متداول عبارتند از:

كائوچو، چوب و پلاستیك. از عایق‌هایی مانند كائوچو و پلاستیك برای پوشش سیم‌ها استفاده می‌شود تا آنها مانع عبور جریان به محل‌های غیر مناسب شوند.

برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

تفاوت بین مواد رسانا و نارسانا در ساختمان اتمی و ملكولی آن ها نهفته است. الكترون ها به دور هسته در چرخشند، آن دسته از الكترون ها كه از هسته دور هستند تحت اثر نیروی جاذبه ضعیفی قرار می گیرند، همچنین الكترون هایی كه در لایه‌های پایین تر هستند آن ها را دفع می‌كنند، بنابراین الكترون های لایه آخر (كه به آن ها الكترون والانس نیز می‌گویند) به راحتی می توانند از قید هسته فرار كنند. در موادی كه رسانای خوبی برای الكتریسیته هستند، بعضی از الكترون های والانس از اتم هایشان جدا شده و بدون آنكه به اتم خاصی وابسته باشند، آزادانه درون ماده حركت می‌كنند. بر این اساس به آن ها الكترون آزاد می گویند.

تعداد الكترون های آزاد به نوع ماده بستگی دارد و معمولاً برای هر اتم بین یك تا سه الكترون می‌باشد. وقتی یك طرف میله رسانا در تماس با بار منفی و طرف دیگر آن در تماس با بار مثبت باشد، الكترون های آزاد مقید به حركت در یك راستا شده و از بار منفی دور و به سمت بار مثبت حركت می‌كنند. میزان آمادگی الكترون ها برای حركت، شاخص یك رسانای خوب می‌باشد. در مواد نارسانا شرایط متفاوت است. این مواد الكترون های آزاد بسیار بسیار كمی دارند. در حقیقت هر الكترون در قید اتم خودش می‌باشد. بدون الكترون آ‎زاد جریان بسیار كمی در ماده می‌تواند بوجود آید، بنابراین بـه آن ها نـارسـانای الكـتریكی می‌گویند.

مرکزیادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم: مریم فروزان کیا