Comprendre les conducteurs électriques, thermiques et sonores

En science, un conducteur est un matériau qui permet un flux d'énergie. Un matériau qui permet l'écoulement des particules chargées est un conducteur électrique. Un matériau qui permet le transfert d'énergie thermique est un conducteur thermique ou un conducteur thermique. Bien que la conductivité électrique et la conductivité thermique soient les plus courantes, d'autres types d'énergie peuvent être transférés. Par exemple, un matériau qui permet le passage du son est un conducteur sonique (acoustique) (la conductance sonique concerne l'écoulement des fluides en ingénierie).

Conducteur vs isolateur

Pendant qu'un conducteur transmet de l'énergie, un isolant ralentit ou arrête son passage. Certains matériaux peuvent être à la fois conducteur et isolant pour différentes formes d'énergie. Par exemple, la plupart des diamants conduisent exceptionnellement bien la chaleur, mais ce sont des isolants électriques. Les métaux conduisent la chaleur, l'électricité et le son.

Conducteurs électriques

Les conducteurs électriques transmettent la charge électrique dans une ou plusieurs directions. Toute particule chargée peut être transmise, cependant, puisque les électrons entourent les atomes, alors que les protons sont généralement liés dans le noyau, il est beaucoup plus courant que les électrons se déplacent que les protons. Les ions chargés positifs ou négatifs peuvent également transférer la charge, comme dans l'eau de mer. Les particules subatomiques chargées peuvent également se déplacer à travers certains matériaux.

La capacité d'un matériau donné à permettre le flux de charge dépend non seulement de sa composition mais également de ses dimensions. Un fil de cuivre épais est un meilleur conducteur qu'un fil mince; un fil court conduit mieux qu'un long. L'opposition au flux de charge est appelée résistance électrique. La plupart des métaux sont des conducteurs électriques.

Voici quelques exemples d'excellents conducteurs électriques:

• argent
• Or
• Cuivre
• Eau de mer
• Acier
• Graphite

Exemples d'isolateurs électriques:

• Verre
• La plupart des plastiques
• Eau pure

Conducteurs thermiques

La plupart des métaux sont également d'excellents conducteurs thermiques. La conductivité thermique est un transfert de chaleur. Cela se produit lorsque des particules, atomes ou molécules subatomiques gagnent de l'énergie cinétique et entrent en collision les uns avec les autres.

La conduction thermique se déplace toujours dans le sens de la chaleur la plus élevée à la plus basse (du chaud au froid) et dépend non seulement de la nature du matériau mais également de la différence de température entre eux. Bien que la conductivité thermique se produise dans tous les états de la matière, elle est plus élevée dans les solides, car les particules sont plus rapprochées que dans les liquides ou les gaz. 

Exemples de bons conducteurs thermiques:

• Acier
• Mercure
• Béton
• Granit

Exemples d'isolateurs thermiques:

• La laine
• Soie
• La plupart des plastiques
• Isolation
• Plumes
• Air
• Eau

Conducteurs sonores

La transmission du son à travers un matériau dépend de la densité de la matière car les ondes sonores nécessitent un médium pour voyager. Ainsi, les substances de densité plus élevée sont de meilleurs conducteurs sonores que les matériaux de faible densité. Un vide ne peut pas du tout transférer le son.

Exemples de bons conducteurs sonores:

• Conduire
• Acier
• Béton

Des exemples de mauvais conducteurs sonores seraient:

• Plumes
• Air
• Papier carton