Isolants Conducteurs Electriques

samuelfloucat
26 nov. 2022
4 min de lecture

Dernière mise à jour : 21 sept.

Définition

Il existe deux sortes de matériaux :

– les conducteurs électriques sont des matériaux qui conduisent le courant électrique ;

– les isolants électriques sont des matériaux qui ne conduisent pas le courant électrique.

Un test de conductivité permet de déterminer si un matériau est conducteur ou isolant électrique.

Ce test peut être réalisé simplement à l'aide d'un circuit électrique.

Principe du test

Le matériau à tester est inséré dans un circuit électrique comprenant une pile et une lampe :

– si la lampe brille, le courant électrique circule, donc le matériau testé est conducteur électrique.

– si la lampe reste éteinte, le courant ne circule pas, donc le matériau testé est isolant électrique.

Les isolants électriques solides

A l’exception des métaux et du graphite, la plupart des matériaux solides sont des isolants électriques.

Les isolants électriques liquides

Toutes les solutions qui ne contiennent pas d’ions sont isolantes.

L’eau pure est-elle isolante ?

L’eau pure, par définition, n’a été mélangée à aucun autre composé et ne devrait donc contenir aucun ion.

Cependant il se produit une transformation chimique au sein des molécules d’eau qui conduit à la formation d’ions hydrogène et d’ions hydroxyde. Même une eau pure peut donc conduire le courant électrique.

Qu’est-ce qu’un isolant électrique ?

Les isolants électriques sont également appelés matériaux diélectriques.

Cela signifie qu’ils sont composés d’une matière ne contenant aucune charge libre susceptible de conduire les électrons.

En effet, pour se déplacer, l'électricité a besoin de transférer les charges électriques qui la composent.

Un matériau isolant, qui possède une conductivité nulle et une résistance infinie, empêche ce transfert.

La Charge Electrique

Les atomes qui composent la matière sont constitués d'électrons qui gravitent autour d'un noyau de charge positive.

Habituellement, un atome est électriquement neutre puisqu'il comporte autant de charges négatives (électrons) que de charges positives (protons).

Cependant, il est possible de briser cette neutralité et de charger les objets. Étant donné que les protons sont fortement retenus dans le noyau, ce ne sont que les électrons qui peuvent être perdus ou gagnés et ainsi influencer la charge électrique d'un objet.

Un corps chargé négativement possède un surplus d'électrons (plus d'électrons que de protons).

Un corps chargé positivement présente un déficit en électrons (moins d'électrons que de protons)

Les atomes qui ne sont pas neutres sont appelés des ions. Il n’y a cependant pas que les atomes qui peuvent être chargés.

Les molécules aussi peuvent avoir un surplus de protons ou d’électrons. On appellera ces molécules particulières des radicaux.

Le comportement de charges électriques (loi des charges électriques)

Les charges électriques sont à l'origine des forces électrostatiques observées entre les objets.

Il existe deux comportements qui peuvent s'établir entre des objets électriquement chargés: des forces d'attraction ou des forces de répulsion. L'observation du comportement des charges électriques nous amène à faire trois constats:

Deux particules de signes contraires s'attirent (force d'attraction).

Deux particules de signes identiques se repoussent (force de répulsion).

Une particule chargée peut attirer certaines particules neutres (force d'attraction due au phénomène d'induction :L'électrisation par induction est le phénomène électrostatique qui se produit lorsqu'un objet chargé électriquement est mis à proximité d'un objet neutre.).

Résumé:

L’atome :

Naturellement neutre : autant d’électrons que de protons
Si l’atome reçoit des électrons : ion négatif « Anion »
Si l’atome perd des électrons : ion positif « Cation »

Exemple de conducteur:

EN RESUME :

Un isolant électrique est une substance à l'intérieur de laquelle les charges électriques ne peuvent pas se déplacer. Une petite surface de ce type de substance peut toutefois être temporairement chargée par frottement. Le caoutchouc, la céramique ou la laine sont des exemples d'isolants électriques.

Un conducteur électrique est une substance dans laquelle les charges électriques peuvent facilement se déplacer. Ainsi, lors de l'électrisation de ce type de substance, les charges en surplus se répartissent dans tout l'objet et non pas dans une partie. Les métaux, comme le cuivre ou l'or, sont des conducteurs électriques.

Un semi-conducteur est un mauvais conducteur électrique: les charges peuvent difficilement s'y déplacer. On les utilise généralement pour ralentir le courant dans un circuit électrique. Le silicium utilisé pour l'électronique est une substance semi-conductrice.

Un supraconducteur est une substance qui n'oppose aucune résistance à la circulation des charges électriques. Pour parvenir à ce résultat, il est généralement nécessaire de refroidir les substances à de très basses températures, souvent inférieures à -100°C.

Comment sont utilisés les isolants ?

Toute installation électrique repose sur des matériaux conducteurs et sur des matériaux isolants.

Pour transporter et distribuer l’énergie, les câbles électriques sont entourés d’une gaine isolante, généralement constituée de polyéthylène, une matière plastique particulièrement efficace.