درس المواد الموصلة والمواد العازلة للكهرباء – العلوم الفيزيائية – السنة الرابعة إبتدائي – المنهاج الجزائري

المواد الموصلة والمواد العازلة للكهرباء

ليس كل المواد تسمح بمرور التيار الكهربائي بالتساوي. في هذا الدرس سنتعرف على المواد الموصلة للكهرباء والمواد العازلة، ولماذا بعض المواد توصل الكهرباء وأخرى لا.

المواد الموصلة للكهرباء

المواد الموصلة هي المواد التي تسمح بمرور التيار الكهربائي عبرها بسهولة. أفضل الموصلات هي المعادن مثل النحاس والفضة والذهب والألومنيوم والحديد. النحاس هو الأكثر استخداماً في الأسلاك الكهربائية لأنه موصل ممتاز وغير مكلف نسبياً. الفضة أفضل موصل لكنها غالية الثمن. لماذا توصل المعادن الكهرباء؟ لأنها تحتوي على إلكترونات حرة تستطيع التحرك بسهولة داخل المادة.

المواد العازلة للكهرباء

المواد العازلة هي المواد التي لا تسمح بمرور التيار الكهربائي عبرها. من أمثلة العوازل: المطاط، البلاستيك، الخشب الجاف، الزجاج، السيراميك، الهواء الجاف، القماش، الورق. لهذا تغطى الأسلاك الكهربائية بطبقة من البلاستيك أو المطاط، لمنع تسرب التيار الكهربائي وحمايتنا من الصعق الكهربائي. العوازل مهمة جداً للسلامة الكهربائية.

أشباه الموصلات

بين الموصلات والعوازل توجد مواد تسمى أشباه الموصلات، مثل السيليكون والجرمانيوم. هذه المواد توصل الكهرباء في ظروف معينة ولا توصلها في ظروف أخرى. أشباه الموصلات هي أساس صناعة الإلكترونيات الحديثة: الترانزستورات، الرقائق الإلكترونية، الخلايا الشمسية، وأجهزة الكمبيوتر. السيليكون هو أكثر المواد استخداماً في صناعة الرقائق الإلكترونية.

تطبيقات الموصلات والعوازل

في حياتنا اليومية نستخدم الموصلات والعوازل باستمرار: الأسلاك النحاسية (موصل) مغطاة بالبلاستيك (عازل) في منازلنا، مقابس الكهرباء مصنوعة من البلاستيك (عازل) والأجزاء المعدنية (موصل)، مفاتيح الإضاءة لها أجزاء عازلة نلمسها وأجزاء موصلة تنقل الكهرباء، أبراج الضغط العالي تستخدم عوازل خزفية كبيرة لمنع تسرب الكهرباء.

التوصيل الحراري

المواد الموصلة للكهرباء غالباً ما تكون موصلة للحرارة أيضاً. لذلك تصنع أواني الطبخ من معادن مثل الألومنيوم والنحاس (توصيل حراري جيد)، بينما تصنع مقابضها من البلاستيك أو الخشب (عازل حراري) لحماية اليدين من الحرارة. الزجاج والسيراميك عوازل حرارية جيدة، ولهذا تستخدم في الأكواب لحماية أيدينا من سخونة المشروبات.

للمزيد من الدروس، راجع درس الكهرباء: الدائرة الكهربائية ودرس القوى في الفيزياء.