رسانا و محکم
سیمِ شارژرِ گوشی را نگاه کنید. از بیرون نرم و پلاستیکی است. اگر سیمی کهنه را که بریده شده نگاه کنید، داخلش رشته‌های نازکِ قرمز و براقِ مس پیدا می‌شود. چرا سیم را از دو ماده‌ی متفاوت ساخته‌اند؟
رسانا و نارسانا
ماده‌ای که جریانِ برق را به‌خوبی از خود عبور می‌دهد، رسانای الکتریکی است. فلزها، به‌ویژه مس و آلومینیم، رسانای خوبی‌اند. پلاستیک، لاستیک، چوبِ خشک، شیشه و سرامیک برق را تقریباً عبور نمی‌دهند و نارسانا هستند.
حالا سیم را دوباره ببینید: مسِ داخلِ آن جریان را تا گوشی می‌برد، و روکشِ پلاستیکی نمی‌گذارد برق به دستِ ما برسد. هر دو ماده به خاطرِ یک ویژگی انتخاب شده‌اند.
گرما هم همین‌طور است. فلزها گرما را هم خوب عبور می‌دهند. برای همین بدنه‌ی قابلمه فلزی است، اما دسته‌اش را از پلاستیکِ مخصوص یا چوب می‌سازند تا دست را نسوزاند.
استحکام: پیش از پاره شدن
اگر یک نخِ نازک را بکشید، زود پاره می‌شود. یک سیمِ فولادیِ هم‌اندازه را با دست نمی‌توانید پاره کنید. استحکام یعنی یک ماده پیش از اینکه پاره یا گسسته شود، چقدر نیروی کششی را تحمل می‌کند.
جرثقیل‌ها بارهای چندتنی را با کابل‌های فولادی بالا می‌برند. لاستیکِ خودرو هم از داخل رشته‌های فولادی دارد تا زیرِ وزنِ خودرو پاره نشود. بعضی پلاستیک‌های امروزی چند برابرِ فولادِ هم‌وزنشان استحکام دارند و در جلیقه‌ی ضدگلوله و کلاهِ ایمنی به کار می‌روند.
در خانه امتحان کنید
- یک نخِ قرقره، یک کشِ پلاستیکی و یک نوار از کیسه‌ی نایلونی را هم‌طول ببرید.
- یک سرِ هر کدام را به دسته‌ی یک کیسه‌ی پارچه‌ای ببندید.
- یکی‌یکی چیزهای سبک، مثلِ مداد و پاک‌کن، در کیسه بگذارید تا رشته پاره شود.
- کدام رشته بیشترین بار را نگه داشت؟ این یعنی استحکامِ کدام بیشتر بود؟
هشدار
هرگز به سیم یا پریزِ برق دست نزنید و چیزی داخلِ پریز نکنید. آزمایشِ رسانایی فقط با باتریِ کوچک انجام می‌شود، نه با برقِ خانه.
واژه‌های این درس
- رسانای الکتریکی - ماده‌ای که جریانِ برق را خوب عبور می‌دهد، مثلِ مس.
- نارسانا - ماده‌ای که برق را عبور نمی‌دهد، مثلِ پلاستیک.
- استحکام - مقدارِ کششی که ماده پیش از پاره شدن تحمل می‌کند.
ایده‌ی اصلی
فلزها برق و گرما را خوب عبور می‌دهند و پلاستیک و چوب نه؛ برای همین سیم را از مس و روکشش را از پلاستیک می‌سازند. استحکام نشان می‌دهد یک ماده چقدر کشش را بدونِ پاره شدن تحمل می‌کند.