Les diamants, l'or, le plomb et le béton ont des caractéristiques électriques très différentes, y compris leur capacité à conduire l'électricité. Deux de ces substances sont des conducteurs électriques et deux sont des isolants. L'or et le plomb, étant des métaux, font de pauvres isolateurs. Les diamants et le béton sont non métalliques et ont de bonnes propriétés isolantes, mais le diamant serait le meilleur isolant, en raison de sa forte résistivité.

Conducteurs et isolateurs

Un fil électrique standard est constitué d'un conducteur métallique entouré par une gaine isolante en plastique; le conducteur transporte le courant électrique où il doit aller, et l'isolateur empêche en toute sécurité l'électricité d'errer sur d'autres fils ou matériaux conducteurs. Les conducteurs transportent le courant électrique avec une très faible résistance. D'autre part, les isolateurs résistent fortement au courant, bloquant efficacement le flux d'électricité. La conduction dépend des électrons qui gravitent autour des atomes d'une substance. Dans les bons conducteurs, les électrons se déplacent librement, ce qui permet à un courant de circuler facilement. Dans un isolateur, les électrons sont plus restreints, donc le courant électrique se déplace mal.

Résistivité

Plus l'isolateur est performant, plus la résistance est élevée. Les scientifiques mesurent les matériaux isolants en termes de résistivité - la résistance en ohms multipliée par la distance à parcourir - et utilisent des unités telles que ohms fois mètres. Par exemple, la résistivité du verre, un isolant, dépasse 1 milliard d'ohm-mètres, alors que l'aluminium, un conducteur, mesure 26 milliards d'ohm-mètre.

Diamant

L'un des matériaux les plus durs connus, le diamant est également un excellent isolant électrique. Dans les diamants, les atomes de carbone - un non-métal - sont maintenus fermement dans une formation de cristaux en trois dimensions. Sa résistivité est d'environ 100 quadrillions ohms-mètres, ou 1 suivie de 16 zéros.

Béton

Le béton est un mélange de minéraux, y compris du sable, de la pierre concassée et du gravier. Le ciment Portland lie le mélange pour former un solide rigide. La résistivité dépend de la formulation exacte et varie de 50 à 1000 ohm-mètres. Bien que le béton conduise mal l'électricité par rapport aux métaux, c'est un meilleur conducteur que le verre et d'autres matériaux. Un mélange de béton à faible résistivité contribue à la corrosion des structures en acier qui y sont enfouies ou fixées.


Bien que les composés du plomb puissent être de bons isolants, le plomb pur est un métal qui conduit l'électricité, ce qui en fait un mauvais isolant. La résistivité du plomb est de 22 milliardièmes d'ohmmètre. Il voit une utilisation dans les contacts électriques car, étant un métal relativement mou, il se déforme facilement lorsqu'il est serré et assure une connexion solide. Par exemple, les connecteurs pour les batteries de voiture sont généralement en plomb. Le démarreur d'une voiture tire brièvement plus de 100 ampères de courant, nécessitant une connexion robuste à la batterie.

Or

L'or est un isolant médiocre et un bon conducteur, ayant une résistivité de 22,4 milliards de un ohmmètre. Comme avec le plomb, l'or est largement utilisé pour établir des contacts électroniques. Contrairement à de nombreux autres métaux, il est très stable chimiquement et résiste à la corrosion qui dégrade d'autres types de connecteurs électriques.