نارسانا چیست؟ از پلاستیک تا چوب در مسیر جریان برق
دستهبندی مواد نارسانا: از جامدات تا مایعات
مواد نارسانا یا عایق[۱] به موادی گفته میشود که الکترونهای آزاد بسیار کمی دارند و نمیتوانند بار الکتریکی را به راحتی انتقال دهند. این مواد در طبیعت به سه شکل اصلی جامد، مایع و گاز یافت میشوند. برای درک بهتر، بیایید به وسایل دور و برمان نگاه کنیم.
مثال آشنا روکش پلاستیکی سیم شارژر تلفن همراه یک نارسانای جامد است. هوای اطراف ما نیز در شرایط عادی یک نارسانای گازی محسوب میشود (مگر اینکه بر اثر ولتاژ زیاد یونیزه شده و جرقه بزند). حتی آب خالص (مقطر) هم نارساناست؛ اما آبی که مینوشیم به دلیل داشتن املاح، کمی رساناست.
در جدول زیر، چند نمونه از نارساناهای رایج در هر دسته را مشاهده میکنید:
<!-- جدول ریسپانسیو انواع نارسانا -->| دسته | نمونه مواد | مثال در زندگی روزمره |
|---|---|---|
| جامد | پلاستیک، چوب خشک، شیشه، لاستیک، سرامیک | دسته پیچگوشتی، کفپوش لاستیکی، ظرف چوبی |
| مایع | روغنهای معدنی، آب مقطر | روغن ترانسفورماتور در برقگیرها |
| گاز | هوا، نیتروژن، گاز هگزا فلوراید گوگرد | عایق بین خطوط برق هوایی، کلیدهای فشار قوی |
چرا نارساناها در خانه و صنعت ضروری هستند؟
تصور کنید سیمهای برق داخل دیوار بدون روکش بودند یا دستگیره درِ یخچال فلزی و بدون پوشش عایق بود. هر بار که به این وسایل دست میزدیم، ممکن بود برقگرفتگی شدیدی تجربه کنیم. اینجاست که نقش حیاتی نارساناها مشخص میشود. آنها با ایجاد یک سد فیزیکی، ما را از جریان الکتریکی محافظت میکنند.
یک مثال ساده و روزمره: کفشهای کتانی با زیره لاستیکی. وقتی هوا خشک است و روی فرش راه میرویم، ممکن است الکتریسیته ساکن در بدنمان جمع شود. اگر دستگیره فلزی را لمس کنیم، جرقه زده و نیشگون الکتریکی احساس میکنیم. زیره لاستیکی کفش (که نارساناست) از خالی شدن سریع بار در بدن جلوگیری کرده یا شدت آن را کم میکند.
<!-- باکس نکته: فرمول مقاومت -->اشتباهات رایج و پرسشهای مهم دانشآموزان
<!-- سوال 1 -->پاسخ: خیر. آب خالص (آب مقطر) که هیچ نمکی در آن حل نشده باشد، نارساناست. اما آبی که در طبیعت و خانه استفاده میکنیم، حاوی یونهای مثبت و منفی (مانند سدیم، کلسیم، کلر) است که رسانایی آن را بالا میبرند. به همین دلیل، دست زدن به وسیله برقی با دست خیس بسیار خطرناک است.
پاسخ: چوب خشک یک عایق عالی است. اما اگر چوب خیس باشد، آب موجود در آن (که حاوی یون است) میتواند باعث عبور جریان شود. به همین دلیل، هرگز نباید از نردبان چوبی خیس نزدیک سیمهای برق استفاده کرد.
پاسخ: چون پرنده فقط روی یک سیم نشسته است و مدار الکتریکی بسته نمیشود. بدن پرنده نسبت به زمین یا سیم دیگر اختلاف پتانسیل ندارد. اما اگر پرنده همزمان به دو سیم یا سیم و تیر برق (که به زمین متصل است) تماس پیدا کند، به دلیل اختلاف ولتاژ، جریان از بدنش عبور کرده و دچار برقگرفتگی میشود. این نشان میدهد که هوا در شرایط عادی نارساناست و از اتصال جلوگیری میکند.
پاورقی
[۱] نارسانا (عایق الکتریکی): مادهای که در برابر جریان الکتریکی مقاومت بسیار بالایی دارد. معادل انگلیسی آن Insulator است. به بیان ساده، الکترونهای این مواد به شدت به هسته اتم خود وابسته هستند و به راحتی آزاد نمیشوند تا جریان برق را تشکیل دهند.
