Elektrisko, siltuma un skaņas vadītāju izpratne

Zinātnē a diriģents ir materiāls, kas ļauj enerģijas plūsmai. Materiāls, kas ļauj uzlādētu daļiņu plūsmai, ir elektriskais vadītājs. Materiāls, kas ļauj nodot siltumenerģiju, ir siltumvadītājs vai siltumvadītājs. Kaut arī visbiežāk sastopamā ir elektrovadītspēja un siltumvadītspēja, var tikt nodota cita veida enerģija. Piemēram, materiāls, kas ļauj iziet skaņu, ir skaņas (akustiskais) vadītājs (skaņas vadītspēja attiecas uz šķidruma plūsmu inženierzinātnēs).

Kamēr diriģents pārraida enerģiju, izolators palēnina vai aptur tā pāreju. Daži materiāli vienlaikus var būt gan diriģents, gan izolators dažādām enerģijas formām. Piemēram, visvairāk dimanti vada siltumu ārkārtīgi labi, tomēr tie ir elektriskie izolatori. Metāli vada siltumu, elektrību un skaņu.

Elektrības vadītāji pārraida elektrisko lādiņu vienā vai vairākos virzienos. Jebkura uzlādēta daļiņa var tikt pārraidīta, tomēr, tā kā elektroni ieskauj atomus, kamēr protoni parasti ir saistīti kodolā, elektroniem ir daudz biežāka kustība nekā protoniem. Vai nu pozitīvi, vai negatīvi

Cik labi dotais materiāls ļauj uzlādēt plūsmu, ir atkarīgs ne tikai no tā sastāva, bet arī no tā izmēriem. Biezs vara vads ir labāks vadītājs nekā plāns; īss vads ved labāk nekā garš. Tiek izsaukta opozīcija lādiņa plūsmai elektriskā pretestība. Lielākā daļa metālu ir elektrības vadītāji.

Daži izcilu elektrības vadītāju piemēri:

• Sudrabs
• Zelts
• Vara
• Jūras ūdens
• Tērauds
• Grafīts

Elektroizolatoru piemēri:

• Stikls
• Lielākā daļa plastmasas
• Tīrs ūdens

Lielākā daļa metālu ir arī lieliski siltuma vadītāji. Siltumvadītspēja ir siltuma pārnese. Tas notiek, kad palielinās subatomiskās daļiņas, atomi vai molekulas kinētiskā enerģija un saduras savā starpā.

Siltumvadītspēja vienmēr virzās virzienā no augstākā līdz zemākajam karstumam (karsts līdz auksts) un ir atkarīga ne tikai no materiāla rakstura, bet arī no temperatūras starpības starp tiem. Kaut arī siltumvadītspēja notiek visos matērijas stāvokļos, tā ir visaugstākā cietās vielās, jo daļiņas ir iepakotas ciešāk kopā nekā šķidrumos vai gāzēs.

Labu siltumvadītāju piemēri ir:

• Tērauds
• Dzīvsudrabs
• Betons
• Granīts

Siltumizolatoru piemēri:

• Vilna
• Zīds
• Lielākā daļa plastmasas
• Izolācija
• Spalvas
• Gaiss
• Ūdens

Skaņas pārraide caur materiālu ir atkarīga no vielas blīvuma, jo skaņas viļņiem ir nepieciešama vide, lai pārvietotos. Tātad, lielāka blīvuma vielas ir labāki skaņas vadītāji nekā zema blīvuma materiāli. Vakuums vispār nevar nodot skaņu.

Labu skaņas vadītāju piemēri:

• Svins
• Tērauds
• Betons

Sliktu skaņas vadītāju piemēri:

• Spalvas
• Gaiss
• Kartons