Vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện là những khái niệm cơ bản trong kỹ thuật điện. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng Học viện iT tìm hiểu chi tiết về 2 khái niệm này nhé!
Vật liệu dẫn điện là gì?
Vật dẫn điện là những chất liệu cho phép dòng điện di chuyển qua một cách dễ dàng. Điều này là do trong cấu trúc của chúng có rất nhiều electron tự do, có thể di chuyển tự do khi có điện trường tác dụng. Các kim loại như đồng, nhôm, bạc là những ví dụ điển hình.
Dưới đây là bảng những vật liệu dẫn điện thường dùng:
Vật liệu | Ký hiệu hóa học | Thành phần chính | Điện trở suất (Ω.mm²/m) | Hệ số nhiệt α (1/°C) | Nhiệt độ nóng chảy (°C) | Tỉ trọng (g/cm³) | Ưu điểm nổi bật | Ứng dụng điển hình |
Đồng | Cu | Đồng tinh khiết | 0,0175 | 0,004 | 1080 | 8,9 | Dẫn điện tốt, dễ gia công, độ bền cơ học cao | Dây dẫn điện, mạch in, các bộ phận điện tử |
Nhôm | Al | Nhôm tinh khiết | 0,028 | 0,0049 | 660 | 2,7 | Nhẹ, dễ gia công, rẻ | Dây dẫn điện, vỏ bọc kim loại, tấm tản nhiệt |
Sắt | Fe | Sắt tinh khiết | 0,09 | 0,0062 | 1538 | 7,87 | Độ bền cơ học cao, giá thành rẻ | Khung máy, vỏ máy, lõi biến áp |
Bạc | Ag | Bạc tinh khiết | 0,016 | 0,0038 | 961 | 10,5 | Dẫn điện tốt nhất, chống ăn mòn tốt | Tiếp điểm điện, mạch điện tử cao cấp |
Vàng | Au | Vàng tinh khiết | 0,022 | 0,0034 | 1064 | 19.3 | Dẫn điện tốt, chống ăn mòn tuyệt vời, ổn định hóa học | Tiếp điểm điện, mạch điện tử đặc biệt |
Bạch kim | Pt | Bạch kim tinh khiết | 0,1 | 0,0039 | 1768 | 21.45 | Chống ăn mòn tuyệt vời, nhiệt độ nóng chảy cao | Cảm biến nhiệt độ, điện cực |
Đồng thau | CuZn | Hợp kim đồng và kẽm | ~0,03 – 0,07 | Tùy thuộc thành phần | Tùy thuộc thành phần | ~8,4 – 8.9 | Độ cứng cao, chống ăn mòn tốt | Lá tiếp xúc, các cầu nối dây |
Mengani | CuMn | Hợp kim đồng và mangan | 0,5 | 0,00005 | 1200 | 8,4 | Điện trở suất cao, hệ số nhiệt nhỏ | Dây điện trở |
Nicrom | NiCr | Hợp kim niken, crom, sắt | 0,5 | 0,00005 | 1200 | 8,4 | Điện trở suất cao, chịu nhiệt tốt | Dây điện trở |
Constantan | CuNi | Hợp kim đồng và niken | 0,5 | 0,000005 | 1270 | 8,9 | Điện trở suất cao, hệ số nhiệt rất nhỏ | Dây điện trở, cảm biến nhiệt độ |
Vật liệu cách điện là gì?
Ngược lại với vật liệu dẫn điện, vật cách điện lại cản trở dòng điện di chuyển. Các electron trong vật liệu cách điện bị liên kết chặt chẽ với hạt nhân nguyên tử, khó có thể di chuyển. Nhựa, cao su, thủy tinh là những ví dụ tiêu biểu.
Dưới đây là bảng những vật liệu cách điện thường dùng:
Vật liệu | Độ bền điện (kV/mm) | Nhiệt độ chịu được (°C) | Hằng số điện môi (ε) | Góc tổn hao (tgδ) | Ưu điểm nổi bật | Ứng dụng điển hình |
Sứ | 20-28 | 1500-1700 | 6-7 | 0,03 | Độ bền cơ học cao, chịu nhiệt tốt | Giá đỡ cách điện, tụ điện |
Gốm | – | – | 1700-4500 | – | Hằng số điện môi cao | Tụ điện, vật liệu gốm điện |
Ebonit | 20-30 | 50-60 | – | – | Chịu mài mòn, cách điện tốt | Vỏ pin, tay nắm |
Cao su | 20-30 | 55 | – | – | Dẻo, đàn hồi, chống thấm | Vỏ dây điện, gioăng |
Nhựa epoxy | 18-20 | 140 | – | – | Chịu nhiệt tốt, độ bền cơ học cao | Vỏ bọc linh kiện điện tử |
Polyetylen, Teflon, PVC, Tectolit | Tùy loại | Tùy loại | Tùy loại | Tùy loại | Dễ gia công, tính chất đa dạng | Vỏ dây điện, ống cách điện |
Điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử
Ta có công thức tính điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử như sau:
R = ρ*l/S
Trong đó:
ρ: là điện trở suất
l: chiều dài
S: Tiết diện
Từ công thức trên ta suy ra:
- Nếu R càng lớn -> tính dẫn điện giảm.
- Nếu r càng nhỏ à R nhỏ -> Tính dẫn điện lớn.
- Nếu S càng lớn -> R nhỏ.
Ứng dụng của vật liệu dẫn điện và cách điện
Việc lựa chọn vật liệu dẫn điện và cách điện phù hợp là rất quan trọng trong thiết kế và sản xuất các thiết bị điện.
- Vật liệu dẫn điện: Được sử dụng để chế tạo dây dẫn, mạch in, các linh kiện điện tử.
- Vật liệu cách điện: Được sử dụng để cách điện cho các dây dẫn, bảo vệ người sử dụng khỏi bị điện giật, làm vỏ bọc cho các thiết bị điện.
Trên đây là chia sẻ của Học viện iT về vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện. Hy vọng những kiến thức này có thể giúp ích cho bạn trong quá trình học tập và làm việc.
Nếu có bất cứ thắc mắc nào thì hãy để lại bình luận ngay dưới bài viết này hoặc inbox trực tiếp cho HOCVIENiT.vn để được giải đáp tốt nhất. Chúc bạn thành công!
Bài viết liên quan
Tổng hợp lỗi pin laptop và cách khắc phục chi tiết
Laptop Acer, với thiết kế đẹp mắt và hiệu năng ổn định, là sự lựa...
Th10
Cách khắc phục iPad bị treo táo không lên nguồn
Treo máy hay treo logo là một trong những hiện tượng mà bạn có thể...
Th9
Triac là gì? Nguyên lý hoạt động và cách đo Triac
Triac là gì? Triac là một linh kiện bán dẫn có khả năng dẫn dòng...
Th9
Sửa lỗi cảnh báo phát hiện chất lỏng trong đầu nối Lightning trên iPhone
Khi cắm sạc iPhone bạn nhận được thông báo “Phát hiện chất lỏng trong đầu...
Th8
5 cách khắc phục lỗi máy tính bị mất hết ứng dụng trên màn hình
Máy tính bị mất hết ứng dụng trên màn hình? Đừng lo lắng! Bài viết...
Th8
Hướng dẫn khắc phục màn hình iPhone không nhận cảm ứng
Màn hình iPhone không nhận cảm ứng là một trong những pan lỗi thường gặp....
Th8