나무가 절연체인 이유와 습도가 전도성에 미치는 영향은 무엇인가요?
나무가 절연체인 이유는 자유 전자가 거의 없기 때문이라고 알고 있지만, 습도가 높아지면 전도성이 증가한다고 합니다.
이는 물 분자가 나무 구조에 어떻게 영향을 주는지, 그리고 자유 전자와의 상관관계가 무엇인지 자세히 알고 싶습니다.
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.
나무 자체는 셀룰로오스·리그닌이 촘촘히 결합해 자유 전자가 거의 없어 전기저항이 매우 높으므로 절연체입니다.
습도가 높아져 함수율(수분 함량)이 증가하면 세포벽·공극에 물이 채워져 전도 경로가 생깁니다.
물속에 녹아 있는 염·광물 이온이 전하 운반체 역할을 해 전류가 흐르기 시작합니다.
함수율이 높을수록(≈30% 이상) 절연저항이 급감하고 전도성이 크게 증가합니다.
건조 목재는 전자의 이동이 불가능해 절연체로 작용하나, 함수율이 높아진 상태에서는 자유 전자가 아닌 물속 이온의 이동이 전류를 생성한다.
안녕하세요. 박준희 전문가입니다.
물은 대표적인 전해질로 사용될수 있습니다.
그래서 어렸을때 누구나 젖은손으로 콘센트늘 만지지말라고 배울정도니까요.
나무는 전도성이 거의 없으나 습기 즉 물이 닿으면 급격히 올라가는거죠.
감사합니다.
안녕하세요. 하성헌 전문가입니다.
나무가 절연체인 이유는 자유롭게 흐를 수 있는 전자인 자유전자가 부족하여 전기가 흐르는데 영향을 주는 전기 전도성(전기 도전성)이 매우 낮기 떄문에 절연체로 불리고 있습니다. 그리고 습도가 전도성에 영향을 미치는 이유는 습기가 있을때 전기의 흐름이 더욱 발생할 가능성이 높으며, 이러한 물은 이온을 통해 전도성에 영향을 주며, 상대적으로 낮은 전압에도 이동이 되게끔 하기 떄문입니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
나무 내부에는 자유전자가 거의 없기 때문이며, 나무의 전도성은 수분함량에 따라 달라집니다.
습도가 낮다면 전기 저항이 매우 높아 전기가 거의 통하지 않고 반대로 습도가 높다면 수분으로 인해
이온이 포함된 물이 전류의 통로 역할을 함에 따라 전도성이 증가하게 됩니다.
따라서 건조한 나무는 절연체가 되며, 젖은 나무는 도체가 될 수 있습니다.
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.
기존적으로 나무는 절연체 입니다. 그 이유는 말씀하신대로 자유전자, 즉 전류를 흐르게 하는 전자가 거의 없기 때문이에요. 그런데 습도가 높아지면 얘기가 달라집니다. 나무는 다공성 구조라서 공기중의 수분을 흡수할 수 있어요. 수분이 나무 표면이나 내부에 머무르게 되면, 이 물 안에는 아주 소량이지만 이온이 녹아있어요. 이 이온들이 전류를 흐르게 해 주는 매개체 역할을 하게되고, 전류가 물 속의 이온을 통해 이동할 수 있게 됩니다. 그래서 나무가 젖어 있거나 습할 때는 어느 정도 전기가 통하게 됩니다.안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 나무가 절연체인 이유는 나무자체의 전자가 원자에 붙어서 잘떨어지지 않고 그렇기 때문에 전자의 이동이 어렵습니다. 이게 결국은 나무의 저항이 매우커서 전자가 이동하지 못해서 전류가 흐르지 않아 절연체가 되는 것입니다. 그런데 습도가 높으면 물분자에 의해서 전자가 이동이 되서 나무가 전도성이 높아지는 것이 아니라 물에 의해서 전자가 이동되는 것입니다. 나무 자체에는 전도성은 동일하고 물분자에 의해서 전도가 이루어진다고 보면 됩니다.
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
나무가 절연체인 이유는 자유 전자가 거의 없기 때문입니다.
습도가 높아지면 나무에 물 분자가 침투하면서 전도성이 증가하는데 이 물 분자가 전자를 이동시키는 역할을 하게 돼서입니다. 자유 전자는 전기 전도에 중요한 역할을 하는데 습기가 많아지면 이 전자가 더 쉽게 이동할 수 있게 되는 것입니다. 습도와 물 분자가 전도성을 높이는 핵심 요인이라고 보고 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
나무는 본래 자유전자가 거의 없어 전기가 흐르지 않는 절연체이지만 습도가 높아지면 나무 내부에 수분이 스며들면서 전해질 역할을 하게 됩니다 이 물 분자들은 이온 형태로 전하를 이동시킬 수 있어 나무 구조 내 미세한 틈이나 세포 벽 사이를 따라 전류가 흐를 수 있는 통로를 만들어줍니다 결국 자유전자가 아니라 수분 속 이온의 이동이 전도성을 높이는 원인이며 이는 나무가 전기 절연성을 유지하려면 건조한 상태를 유지해야 하는 이유입니다.
안녕하세요. 박형진 전문가입니다.
수분은 전하를 운반시키는 역할을 하기 때문에 절연체인 나무에 스며들어 내부 수분 함량을 증가해 전도성이 높아지는 것입니다.
나무 내부 수분함유량이 증가하면 섬유포화점까지 도달해 목재의 전기 저항이 낮아지는데 절연체에서 전도체도 변하게 됩니다. 참고 부탁드려요~