Waarom geleid ijzer beter dan hout? De reden voor het feit dat metalen goed stroom kunnen geleiden, is de aanwezigheid van de vrij bewegende elektronen in metalen. Deze vrije elektronen kunnen de stroom (wat niets anders is dan elektronen!) gemakkelijk door het metaal doorgeven.
Metalen hebben bijvoorbeeld zowel thermisch als elektrisch een hoge geleiding. Dit komt doordat zij inwendig een elektronengas bezitten dat zowel warmte als lading transporteren kan.
Metaal geleid warmte beter. Hierdoor verwarm je met je hand een groot deel van het metaal. Hout geleid warmte slecht. Hierdoor verwarm je maar een klein deel van het hout.
Warmtegeleiding is de mate waarin een materiaal de (toegevoerde) warmte doorgeeft. Deze eigenschap is belangrijk bij warmte-isolatie. Van de gebruikelijke metalen zijn zilver, koper en aluminium de beste warmtegeleiders.
De mate waarin een stof warmte geleid, wordt weergegeven door de thermische geleidbaarheid. Zeer goede warmtegeleiders zijn diamant, goud, en zilver. Stoffen die een zeer slechte warmtegeleiding hebben heten (warmte)isolatoren.
Normaal hout heeft een bruine kleur dankzij lignine, een goede warmtegeleider. Door deze warmtegeleidende stof te verwijderen, krijgt het hout isolerend vermogen.
Geleiding Isoleren
Hout, plastic, glas en kunststoffen laten warmte slecht door. Alle metalen laten warmte juist goed door. Daarom is de punt van een soldeerbout van metaal en het handvat van kunststof. Daarom is het handvat van een pan van kunststof of hout en de pan zelf van metaal.
Omdat ijzer een mooie regelmatige structuur heeft waarin elektronen makkelijk van het ene ijzeratoom naar het andere kunnen overspringen, geleidt ijzer erg goed. Hout heeft een heel onregelmatige structuur en kan die elektronen niet makkelijk overdragen.
In een isolator zitten de elektrische deeltjes vast. Hierdoor kan een spanningsbron de elektrische deeltjes niet door de stof duwen. Voorbeelden van isolatoren zijn hout, plastic, rubber, glas, keramiek, steen en vooral lucht.
Dit wijst op een duidelijk verband tussen elektrische geleiding en warmtegeleiding. Metalen die goed warmte geleiden, zoals zilver, geleiden ook goed elektriciteit en andersom. Metalen die relatief slecht warmte geleiden, zoals lood, geleiden ook minder goed elektriciteit.
Ook al liggen ze allebei in de keukenla en hebben ze allebei dezelfde temperatuur. Dan voelt toch de vork kouder aan dan de houten lepel. Dit is omdat metaal makkelijker warmte wegvoert, ofwel weggeleid van je vingers af.
Blijft de temperatuur maar verder stijgen dan wordt de onderlinge samenhang van de atomen dermate gering dat het metaal uiteindelijk vloeibaar wordt. Gaat men nog verder omhoog met de temperatuur dan zal het vloeibare metaal overgaan in een gasfase.
Hout heeft een lage soortelijke warmte, ongeveer de helft van die van steen. Deze eigenschap maakt dat hout snel warm aanvoelt. Vloeren, wanden en meubels voelen na het aanzetten van de verwarming snel aangenaam aan, ook al is de stenen muur erachter nog zeer koud.
Hout is immers een isolator, die geen elektriciteit geleidt. De stroomkring wordt dus niet gesloten. Van alle opgesomde materialen, is koper de beste geleider. Elektriciteitsdraden zijn dan ook meestal uit koper gemaakt.
Metalen als aluminium, koper, zilver en goud geleiden elektrische stroom erg goed. Koper wordt daarom op grote schaal als geleider, bijvoorbeeld in stroomdraad, toegepast.
De metaalcoating en de gasvulling in het glas zorgen voor betere isolatie en dus een lagere u-waarde. De U-waarde van glas wordt bepaald aan de hand van een aantal factoren: Het aantal glasplaten (enkel, dubbel, driedubbel).
Voorbeelden van geleiders zijn ijzer, koper, staal, zilver en goud. Andere materialen laten elektriciteit niet door. Zo'n materiaal noemen we een isolator . Voorbeelden van isolatoren zijn hout, plastic , rubber, glas en vooral lucht.
Metalen zijn goede stroomgeleiders. Dat komt omdat de elektronen zich door een metalen voorwerp kunnen verplaatsen. Ze komen weer naar elkaar toe.
Als een materiaal GEEN stroom geleidt, noem je het een isolator. Stroomkabels zijn voorzien van een kunststof omhulsel zodat je niet onder stroom komt te staan. Het kunststoffen omhulsel is dan de isolator. Het isoleert de stroom van de buitenwereld.
Alle metalen zijn geleiders. De beste, dat wil zeggen met de kleinste soortelijke weerstand, zijn zilver en koper, omdat hun enige valentie-elektron zich vrijwel als een vrij gas door het kristalrooster beweegt, maar ook aluminium is een goede geleider.
Alle soorten metaal zijn geleiders, echter zilver en koper zijn de beste geleiders voor elektriciteit. Dit omdat omdat de elektronen in deze materialen de minste weerstand geven om stroom te vervoeren.
Elektrische geleiding is het transport van elektrische ladingen door geladen deeltjes. In de metalen zijn die geladen deeltjes de elektronen. Doordat metalen deze geladen deeltjes in grote hoeveelheden bevatten, zijn het erg goede geleiders.
Het nadeel echter is de zeer slechte isolatiewaarde van staal. Staal is een zeer goede geleider wat inhoudt dat warmte en kou makkelijk worden doorgegeven en je zeer veel zal moeten stoken in de winter.
Veel warmte-isolatie berust op het vasthouden van lucht omdat stilstaande lucht zelf een goede isolator is. Lucht is eveneens een elektrische isolator maar elektrische olie is veel beter en zorgt ook voor een goede warmte-overdracht om de elektrische installatie te koelen.
Geleiding kun je tegengaan door de luchtlaag dikker te maken, want lucht is een slechte warmtegeleider. Bijvoorbeeld: -vogels; zetten in de winter hun veren op en zo ontstaat er een dikkere luchtlaag.