절연체란 무엇인가?

출처 : Pxhere

 

우리 주변에서는 엄청나게 많은 물질들이 있습니다. 음료가 담겨 있는 캔부터, 반찬들을 담는 유리 용기, 우리 모습을 볼 수 있는 거울까지 다양한 물건들이 있죠. 이러한 물건들은 정말로 다양한 물질로 이루어져 있죠. 우리가 주기율표라는 다양한 종류의 원소를 모아놓은 표를 보면 약 200여 개의 물질의 여러 조합을 통해서 우리 주변 물질들이 어떤 원소로 이루어져 있는지 결정지을 수 있죠.

 

이러한 다양한 물질들은 전기가 통하는 물질도 있고 통하지 않는 물질도 있습니다. 이러한 전기적인 성질에 따라서 도체와 절연체가 나왔습니다. 오늘은 절연체에 대해서 알아봅시다.

 

 

 

절연체의 정의

절연체가 전기가 통하지 않는 물질이라고 정의하는 것은 엄연히 말하면 잘못된 정의입니다. 모든 물질은 전기가 통할 수 있습니다. 엄청나게 강한 전압과 전류를 가하면, 그 어떤 물질이라도 전자의 이동을 통해서 전류가 흐를 수 있죠. 그렇다면 절연체는 어떻게 정의하는게 옳을까요? 

 

절연체는 일상적인 전기와 열 등을 잘 전달하지 못하는 물질이라고 정의해보겠습니다. 도체에 비해서는 잘 전달하지 못하기에 대부분의 전기는 흐르지 않는 상태의 물질이라고 정의해보면, 빠져나갈 구멍이 많으니 옳은 정의인 것 같네요.

 

절연체의 종류와 메커니즘

우리 주변에 전기가 잘 흐르지 않는 물질들을 생각해봅시다. 유리 그릇, 도자기, 면, 전기 피복, 장갑 등 면으로 된 물건 등이 전기가 통하지 않죠. 전기가 통하지 않는 물질이 곧 전기가 흐르지 않는 물질이므로 이러한 물건들이 대표적인 절연체를 이용해서 만든 물건들이 되겠죠.

 

주기율표의 입장에서 생각해보면, 절연체는 공유 결합을 이루고 있는 물질들은 대부분 절연 물질입니다. 공유 결합이라는 것은 상대적으로 금속 결합에 비해서 강한 결합입니다. 그렇기 때문에 결합의 재료가 되는 전자가 단단히 구속된 상태죠.

 

전자가 구속된 상태에서는 전류가 흐를 수 없습니다. 즉, 절연 성질을 띄게 되는 것이죠. 그렇기 때문에 이온 결합을 이루고 있는 세라믹 재료, 또는 고분자 물질 등이 대표적인 절연체입니다.