لماذا لا يوصل الخشب الكهرباء؟

يعتبر الخشب الجاف من الموصلات السيئة للكهرباء أو التيار الكهربائي؛ أي من العوازل (بالإنجليزية: Insulator) وذلك يعود إلى أنّ الإلكترونات الموجودة فيه كغيره من العوازل ترتبط بالذرات الأصلية الخاصة به، وليست حرة الحركة كما في الموصلات؛ لذلك لا يمتلك الخشب شحنات يمكنها الحركة بحرية، وبالتالي لا يمكنه توصيل الكهرباء،[١] وفي المقابل يمكن للخشب الرطب توصيل الكهرباء بشكل جيد.[٢]


العلاقة بين رطوبة الخشب وقدرته على توصيل الكهرباء

مع ازدياد المحتوى المائي للخشب (رطوبة الخشب) تزداد الموصلية الكهربائية له حيث يقترب سلوك الخشب المشبع، وهو الذي يضم أقصى كمية ممكنة من الماء من سلوك الماء في توصيل الكهرباء، إذ تنخفض المقاومة الكهربائية وبالتالي تزداد الموصلية بشكل كبير مع زيادة محتوى الرطوبة للخشب من الصفر وحتى نقطة تشبع أليافه بالماء، كما تقل المقاومة الكهربائية بنحو مليار مرة خلال هذه الفترة، بينما وفي المقابل، فإنها تقل فقط بنحو 50 مرة من نقطة الوصول إلى التشبّع وحتى الوصول إلى أقصى محتوى مائي يمكن للخشب تحمّله.[٣]


الفرق بين المواد الموصلة والعوازل

يمكن تعريف الموصلات الكهربائية (بالإنجليزية: Conductors) بأنها المواد الموصلة للكهرباء على عكس العوازل كالخشب، والبلاستيك، والمطاط، والزجاج، وغيرها التي لا توصل الكهرباء أبداً، فقدرة المادة على توصيل الكهرباء تعتمد بشكل أساسي على مدى سهولة تدفق الإلكترونات خلالها؛ فإلكترونات التكافؤ بالنسبة للنواة تشبه الكواكب الخارجية التي تدور حول نجم ما، وتبقى عادة هذه الإلكترونات في مكانها، وفي المقابل يمكن أيضاً إخراجها من مكانها بسهولة، ويمكن للمعادن كالفضة والنحاس، والذهب والألمنيوم، وغيرها فقد الإلكترونات واكتسابها بسهولة، لذلك فهي تعتبر موصلات جيدة للكهرباء.[٢]


قيمة المقاومية والموصلية الكهربائية للخشب

تعبّر المقاومة الكهربائية (بالإنجليزية: Electrical Resistivity) التي يرمز لها بالحرف اليوناني رو (ρ) عن مدى قوة معارضة المادة لتدفق التيار الكهربائي؛ فكلما قلّت المقاومية أصبحت المادة أكثر سهولة وأقل ممانعة لتدفق الشحنات الكهربائية، أما الموصلية الكهربائية (بالإنجليزية: Electrical Conductivity) فهي عكس المقاومة، وتساوي في مقدارها مقلوب المقاومة الكهربائي؛ أي الموصلية = 1/المقاومة، وهي تعبر عن مدى جودة توصيل المادة للتيار الكهربائي، ويُرمز لها عادة بالحرف اليوناني سيجما (σ).[٤]


وبشكل عام تمتلك الموصلات عادة قيم مقاومة منخفضة خلافاً للعوازل التي تكون مقاومتها الكهربائية مرتفعة عادة، أما الموصلية فتكون مرتفعة في قيمتها لدى الموصلات، وتقل قيمتها في العوازل، أما بالنسبة للخشب، فإنّ قيم الموصلية والمقاومية له عند درجة حرارة 20 درجة مئوية وقيم الموصلية والمقاومة لبعض المواد الأخرى هي كما في الجدول الآتي:[٤]


المادة
قيمة المقاومية ρ (أوم.متر)
قيمة الموصلية σ (سيمنز/متر)
الفضة
1.59×10^8-
6.3×10^7
ماء الشرب
2×10^1 إلى 2×10^3
5×10^4- إلى 5×10^2-
الخشب الرطب
1×10^3 إلى 1×10^4
1×10^4- إلى 1×10^3-
الخشب الجاف
1×10^14 إلى 1×10^16
1×10^16- إلى 1×10^14-


المراجع

  1. ↑ "WHY wood or plastic is a bad conductor of electricity ?", www.topperlearning.com, Retrieved 31-7-2021. Edited.
  2. ^ أ ب "Is Wood a Conductor or Insulator?", cutthewood.com, Retrieved 31-7-2021. Edited.
  3. ↑ "Wood", www.britannica.com, Retrieved 31-7-2021. Edited.
  4. ^ أ ب Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (27-6-2019), "Table of Electrical Resistivity and Conductivity", www.thoughtco.com, Retrieved 31-7-2021. Edited.