1. Chất dẫn điện là gì? Phân loại chất dẫn điện

1.1. Chất dẫn điện là gì?

Chất dẫn điện trong thực tế có thể là một kim loại, hợp kim hoặc một đối tượng nào đó mà dòng điện có thể chạy qua. Về bản chất, các chất dẫn điện cũng có thể là môi trường hoạt động của các electron. Hầu hết các chất dẫn điện đều có thể dẫn nhiệt. Một số chất dẫn điện còn có thể chuyển đổi ánh sáng giữa các nguồn phát.

Người ta sử dụng chất dẫn điện để chế tạo ra vật dẫn điện, dây dẫn điện hay các bộ phận dẫn điện trong máy móc, dụng cụ sử dụng điện. Đa phần các chất dẫn điện mà chúng ta bắt gặp trong sinh hoạt hàng ngày đều là kim loại ở thể rắn.

Ngoài ra, chất dẫn điện còn có thể tồn tại ở thể lỏng, thường là kim loại được nung nóng chảy hay dung dịch điện phân. Chất dẫn điện cũng có thể tồn tại ở thể khí, tuy nhiên chỉ trong trường hợp điện trường cao.

Kim loại là chất dẫn điện, điều này thì ai cũng biết. Tuy nhiên bạn có biết rằng bản thân Trái Đất cũng là chất dẫn điện không? Tương tự, cơ thể động vật cũng có thể làm môi trường để dẫn điện, bao gồm cả cơ thể con người. Hơn nữa, trong trường hợp dòng điện chạy qua cơ thể một người đã tử vong thì sẽ không hề có điện trở, bởi vậy mức độ nguy hiểm là rất cao. Nếu một người bị tử vong do điện giật thì hãy cẩn thận, tuyệt đối không chạm vào người đó.

1.2. Phân loại chất dẫn điện

Khi tìm hiểu về chất dẫn điện là gì, chúng ta đã biết được rằng kim loại, trái đất và cơ thể động vật có khả năng dẫn điện. Chúng ta cũng biết rằng chất dẫn điện có thể tồn tại ở thể rắn, lỏng và khí. Vậy chất dẫn điện được phân loại như thế nào?

Người ta dựa trên điện trở suất để phân chia chất dẫn điện thành 2 loại đó là chất dẫn điện có điện trở suất thấp và chất dẫn điện có điện trở suất cao.

Chất dẫn điện có điện trở thấp được sử dụng chủ yếu cho mục đích làm vật liệu dẫn điện bởi dòng điện có thể chạy qua dễ dàng, chẳng hạn như các kim loại đồng, bạc, nhôm, chì…

Trong khi đó, chất dẫn điện có điện trở suất cao lại thường được sử dụng để chế tạo các thiết bị nung nóng sử dụng điện, dây may so, biến trở, điện trở hay dụng cụ đo điện. Một số ví dụ về chất dẫn điện có điện trở cao có thể kể đến là Niken-Crom, Constantan, Cacbon, Manganin…

1.3. Đâu là những chất dẫn điện tốt nhất hiện nay?

Mặc dù chất dẫn điện có thể là kim loại, các dung dịch điện phân, chất khí… nhưng trong thực tế người ta sử dụng kim loại để làm chất dẫn điện nhiều nhất. Chính vì thế mà trong phần này, chúng ta sẽ chỉ đi tìm hiểu những kim loại có khả năng dẫn điện tốt nhất đã được con người khám phá ra. Vậy đâu là những kim loại có khả năng dẫn điện tốt nhất?

1.3.1. Bạc

Bạc được biết đến như là kim loại có khả năng dẫn điện tốt nhất hiện nay. Hơn nữa bạc có tính mềm, dễ uốn và dễ gia công bởi vậy rất phù hợp để làm vật liệu dẫn điện. Tuy vậy, bạc được xếp vào nhóm kim loại quý và có giá thành cao. Điều này khiến cho kim loại này không được ứng dụng phổ biến với vai trò là vật liệu dẫn điện. Thay vào đó, bạc được sử dụng chủ yếu trong công nghệ tráng gương và chế tác đồ trang sức.

1.3.2. Vàng

Vàng cũng có khả năng dẫn điện khá tốt, tuy nhiên không tốt bằng bạc. Ngoài ra, vàng cũng được đánh giá cao ở khả năng dẫn nhiệt. Vàng có tính trơ và hầu như không bị oxi hóa, hơn nữa còn có màu sắc đẹp, sáng bóng, tính thẩm mỹ cao.

Chính vì vậy mà bạc được sử dụng chủ yếu để chế tác đồ trang sức. Một nguyên nhân nữa khiến vàng không được sử dụng để làm vật liệu dẫn điện đó là bởi vì giá thành cao, còn cao hơn cả bạc.

Khả năng dẫn điện của vàng được đánh giá là khá tốt, vì vậy bạn nên tháo hết tất cả trang sức vàng bạc trên người cất đi trước khi làm việc với điện.

1.3.3. Đồng

Tính dẫn điện của đồng được đánh giá là tốt, hơn nữa đồng cũng có đặc tính mềm dẻo, thuận lợi cho gia công chế tác, kéo sợi hoặc uốn. Trong số những kim loại được sử dụng để làm chất dẫn điện thì đồng được sử dụng phổ biến nhất. Đồng được sử dụng để làm dây dẫn điện và các bộ phận dẫn điện trong nhiều thiết bị điện.

Ngoài lề một chút, đồng còn được sử dụng để sản xuất đồ mỹ nghệ hay một số dụng cụ gia dụng và cả que hàn. Một số hợp của đồng cũng được sử dụng với vai trò thuốc nhuộm vải bởi có màu xanh làm hoặc xanh lục.

1.3.4. Nhôm

Nhôm cũng thuộc vào nhóm những kim loại có khả năng dẫn điện tốt nhất, hơn nữa còn sở hữu đặc tính chịu nhiệt tốt và hầu như không bị oxi hóa. Nhôm cũng có tính dẻo, dễ gia công. Vì thế nên trong nhiều trường hợp đặc biệt thì nhôm được sử dụng để làm dây dẫn điện. Nhôm còn được sử dụng rất phổ biến trong ngành xây dựng.

2. Ứng dụng của chất dẫn điện

Không chỉ được sử dụng để làm vật liệu dẫn điện hay các dụng cụ sử dụng trong ngành điện, các chất dẫn điện cũng được ứng dụng cho nhiều mục đích khác tùy thuộc vào đặc tính của từng chất dẫn điện.

Chẳng hạn như trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô, người ta sử dụng chất dẫn điện để chế tạo một số bộ phận trong bộ tản nhiệt. Nhờ khả năng dẫn nhiệt tốt nên bộ tản nhiệt này giúp làm mát động cơ bằng cách dẫn nhiệt ra ngoài môi trường.

Bên cạnh đó, thủy ngân được ứng dụng trong sản xuất nhiệt kế. Nhôm được ứng dụng để chế tạo dụng cụ nấu ăn như nồi, xoong… hoặc các dụng cụ lưu trữ thực phẩm bởi đặc tính dẫn nhiệt tốt.

Thép, đồng và hợp kim của đồng cũng được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng mạch điện, sản xuất đồ mỹ nghệ, dụng cụ âm nhạc và nhiều vật dụng khác.

3. Độ dẫn điện chịu ảnh hưởng bởi những yếu tố nào?

Độ dẫn điện chịu ảnh hưởng bởi hình dạng, kích thước và nhiệt độ của vật liệu dẫn điện. Với cùng một kích thước và chiều dài, vật liệu càng dày thì khả năng dẫn điện càng tốt.

Trong trường hợp vật liệu có độ dày như nhau thì vật liệu nào ngắn hơn sẽ dẫn điện tốt hơn. Bên cạnh đó, khả năng dẫn điện của kim loại phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ thông thường thì khả năng dẫn điện của kim loại không bị ảnh hưởng nhiều, tuy nhiên nếu tăng nhiệt độ lên thì khả năng dẫn điện của kim loại sẽ yếu hơn nhiều. Thậm chí khi hạ nhiệt độ xuống đủ thấp thì một số kim loại sẽ biến thành chất siêu dẫn.

Qua những thông tin được tổng hợp và chia sẻ trong bài viết, tin rằng bạn đã hiểu được chất dẫn điện là gì và những yếu tố làm ảnh hưởng đến độ dẫn điện của kim loại. Đồng, nhôm, bạc và vàng là những kim loại có khả năng dẫn điện rất tốt. Bên cạnh đó, có thể con người cũng là chất dẫn điện, bởi vậy bạn không được tiếp xúc trực tiếp với người bị điện giật để tránh nguy hiểm.