Электрические свойства материалов: как проводится электричество в твердых телах, жидкостях и газах

Электрические свойства — это физические условия, позволяющие электрическому заряду перемещаться от атома к атому в конкретном материале. Эти свойства сильно отличаются между тремя основными типами веществ: твердыми телами, жидкостями и газами. Электрические свойства твердых тел (металлов) высоки, в воде заряды движутся труднее, а в газах — еще сложнее. В каждом классе есть исключения: некоторые твердые тела — плохие проводники, а некоторые газы могут стать отличными проводниками.

Твердые тела и электричество часто идеальная пара для проводимости. Электрические свойства меди, стали и других металлов дают оптимальную возможность из-за физической близости атомов. Когда электроны легко проходят между атомами, это способствует электропроводности. Твердые тела вроде серебра, меди и алюминия популярны в электрике, потому что очень мало энергии теряется при прохождении тока через эти металлы.

Однако не все твердые тела обладают сильными электрическими свойствами металлов. Стекло, дерево, пластик считаются изоляторами, потому что плотно упакованные электроны не делят заряд легко. При подаче тока в эти материалы ничего не происходит. Эти твердые тела все равно ценятся в электрике, но часто для защиты людей от удара током.

Электрические свойства жидкостей варьируют в зависимости от материала. Соленая вода, например, обладает отличной проводимостью, потому что ионы соли способствуют свободному течению электричества. Хотя ток может проходить через обычную воду, питьевая и дистиллированная вода считаются изоляторами из-за плохой проводимости. Другие жидкости — масло, бензин, керосин — обладают еще лучшими изоляционными свойствами, так как электричеству трудно пройти через них.

Электрические свойства газов флуктуируют больше всего среди трех базовых материалов. В нормальном состоянии газы (кислород, углекислый газ, азот) такие плохие проводники, что считаются непроводниками. Но если подвергнуть их воздействию других элементов, свойства быстро меняются. Например, при падении барометрического давления (гроза) газы становятся лучшими проводниками. Давление создает более плотную атмосферу и позволяет электричеству, часто в виде молнии, двигаться свободнее.