ตัวนำและฉนวนไฟฟ้า มีอะไรบ้าง?
เคยประสบปัญหากับไฟฟ้าช็อตขณะเปิดประตูรถ หรือในขณะที่สัมผัสกับเครื่องใช้ในครัวเรือนหรือไม่? และทำไมถึงเกิดขึ้น? แล้วทำไมเราถึงไม่ถูกช็อต เมื่อเราสัมผัสกับวัสดุที่เป็นไม้ เพราะไม้เป็นฉนวนในขณะที่โลหะเป็นตัวนำ เมื่อเราสัมผัสกับตัวนำ จะเกิดการไหลของอิเล็กตรอนจากร่างหนึ่งไปยังอีกร่างหนึ่ง นี่คือเหตุผลที่เรารู้สึกช็อต โดยพื้นฐานแล้วเราจะถูกช็อตในความรู้สึกที่เล็ก ๆ น้อย ๆ ของกระแสที่ไหลผ่านร่างกาย ฉะนั้น เราจึงต้องทำความเข้าใจตัวนำและฉนวน เพื่อปกป้องและดูแลร่างกายของเราเอง
วัสดุบางชนิดปล่อยให้ไฟฟ้าผ่านได้ง่าย วัสดุเหล่านี้เรียกว่า “ตัวนำไฟฟ้า” ตัวนำคือวัสดุหรือสารที่ช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ โดยมีอิเล็กตรอนไหลภายในได้ง่ายจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอม นอกจากนี้ ตัวนำยังช่วยให้การถ่ายเทความร้อน หรือ แสงจากแหล่งหนึ่งไปยังอีกแหล่งหนึ่ง โลหะ มนุษย์ ดิน และสัตว์ ล้วนเป็นตัวนำไฟฟ้า นี่คือเหตุผลที่เราโดนไฟฟ้าช็อต นอกจากนี้ ร่างกายมนุษย์ยังเป็นตัวนำที่ดี ดังนั้น จึงเป็นเส้นทางที่ปราศจากความต้านทานสำหรับกระแสที่ไหลจากลวดสู่ร่างกาย ตัวนำมีอิเล็กตรอนอิสระบนพื้นผิว ซึ่งช่วยให้กระแสผ่านได้ง่าย นี่คือเหตุผลที่ตัวนำสามารถนำไฟฟ้าได้ และโลหะมีหลากหลายชนิด เช่น ทองแดง เหล็ก และเหล็กกล้า ล้วนเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี นั่นคือเหตุผลที่ชิ้นส่วนของวัตถุไฟฟ้าที่ต้องปล่อยให้ไฟฟ้าไหลผ่านจึงทำจากโลหะเสมอ โลหะถูกนำมาใช้ในปลั๊กเพื่อให้ไฟฟ้าสามารถถ่ายโอนจากเต้ารับที่ผนัง ผ่านปลั๊ก และเข้าสู่อุปกรณ์ เช่น วิทยุหรือโทรทัศน์ ในหลอดไฟ ไส้โลหะจะนำไฟฟ้า และทำให้หลอดไฟสว่างขึ้น
ตัวอย่างของตัวนำ
- วัสดุเช่นเงิน เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด แต่มันมีราคาแพง ดังนั้น เราจึงไม่ใช้เงินในอุตสาหกรรมและการส่งกระแสไฟฟ้า
- ทองแดง ทองเหลือง เหล็ก ทอง และอลูมิเนียม เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี เราใช้พวกมันในวงจรไฟฟ้าและระบบในรูปแบบของสายไฟ
- ปรอทเป็นตัวนำของเหลวที่ดีเยี่ยม ดังนั้น วัสดุนี้จึงพบว่ามีการใช้งานในเครื่องมือหลายอย่าง
- ก๊าซไม่ใช่ตัวนำไฟฟ้าที่ดี เพราะอะตอมอยู่ค่อนข้างไกล ดังนั้น จึงไม่สามารถนำอิเล็กตรอนได้
วัสดุบางชนิดไม่อนุญาตให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน วัสดุเหล่านี้เรียกว่า “ฉนวนไฟฟ้า” ฉนวนเป็นวัสดุหรือสารที่ต้านทานหรือไม่ยอมให้กระแสไหลผ่าน โดยทั่วไปแล้วจะมีลักษณะแข็ง นอกจากนี้ ลูกถ้วยไฟฟ้ายังพบการใช้งานในระบบต่าง ๆ เนื่องจากไม่ให้ความร้อนไหลผ่าน คุณสมบัติที่ทำให้ฉนวนแตกต่างจากตัวนำไฟฟ้าคือ ความต้านทาน เช่น ไม้ ผ้า แก้ว ไมกา และควอตซ์ เป็นตัวอย่างที่ดีของฉนวนไฟฟ้า นอกจากนี้ ฉนวนยังเป็นตัวป้องกัน โดยให้การป้องกันทั้งความร้อน เสียง และการไหลผ่านของไฟฟ้า นอกจากนี้ ฉนวนไม่มีอิเล็กตรอนอิสระ เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ไฟฟ้าไม่นำไฟฟ้า ทั้งนี้ พลาสติก ไม้ แก้ว และยาง เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี นั่นคือเหตุผลที่ใช้หุ้มวัสดุที่นำไฟฟ้า พลาสติกที่หุ้มสายไฟเป็นฉนวนไฟฟ้า มันหยุดไม่ให้ถูกไฟฟ้าช็อต
ตัวอย่างของฉนวน
- แก้วเป็นฉนวนที่ดีที่สุด เนื่องจากมีความต้านทานสูงสุด
- พลาสติกเป็นฉนวนที่ดี และพบว่ามีประโยชน์ในการทำสิ่งต่าง ๆ มากมาย
- ยางเป็นวัสดุทั่วไปที่ใช้ทำยาง เสื้อผ้าที่ทนไฟ และรองเท้าแตะ เนื่องจากเป็นฉนวนที่ดีมาก
HOTLINE-061-417-5732
https://www.facebook.com/changfidotcom
Line: @changfi
ผู้เขียน ธมนณัฏฐ ดวงมณีวิวัตน์
ช่างไฟดอทคอม
ช่างไฟที่ดีที่สุดในกรุงเทพฯ