물과 공기는 절연체인가 도체인가?

물과 공기는 절연체인가 도체인가?

 

 

1. 물(Water)은 절연체인가? 도체인가? 

물은 상태와 순도에 따라 도체에도 가까워지고, 절연체에도 가까워질 수 있는 물질입니다.

 

1) 순수한 물(초순수)은 절연체

· 이온(전하를 운반하는 입자)이 거의 없어 전기가 거의 흐르지 않음.

· 실험실에서 만드는 초순수의 경우 절연 저항이 매우 높아 절연체로 분류됨.

 

2) 일반적으로 우리가 사용하는 물(수돗물·바닷물)은 도체에 가까움

· 현실의 물은 미네랄, 염분, 불순물, 이온이 포함돼 있어서 이 이온들이 전하를 운반해 전기가 잘 흐름.

· 특히 바닷물은 염분이 많아 전도성이 매우 높음.

 

3) 정리

· 초순수 → 절연체

· 수돗물·빗물·바닷물 → 도체에 가까움

 

 

2. 공기(Air)은  절연체인가? 도체인가?

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공기도 물과 마찬가지로 상태와 순도에 따라 도체에도 가까워지고, 절연체에도 가까워질 수 있는 물질입니다.

 

1) 일반 조건에서는 절연체

· 공기는 전기적 이온이 매우 적어서 전기가 거의 통하지 않음.

· 그래서 전선 사이에 공기층이 있으면 절연 효과가 있음.

 

2) 하지만 특정 조건에서는 도체로 변함

· 특히 높은 전압(예: 번개, 스파크)이 걸릴 때는 공기가 이온화됨 → 도체처럼 전류가 흐름.

예시:

· 번개가 칠 때

· 정전기 스파크가 튈 때

· 가스절연개폐장치(GIS) 같은 장비에서 절연파괴ㅈ

 

3) 정리

· 일반 공기 → 절연체

· 고전압·이온화된 공기 → 도체처럼 변함

 

< 물과 공기의 전기적 특성 비교 표 >

구분	물(Water)	공기(Air)
기본 상태	순수한 물은 절연체, 일반 물은 도체에 가까움	절연체
전기 흐름	불순물(이온) 존재 시 전기가 잘 흐름	일반적으로 전기가 거의 흐르지 않음
전기전도도 변화 요인	염분, 미네랄, 불순물의 양에 따라 전도도 크게 변함	온도, 압력, 습도, 전압 크기에 따라 절연 내력이 변함
도체로 변하는 조건	바닷물·오염된 물 → 거의 도체 수준	고전압에서 공기가 이온화될 때 → 도체처럼 동작
절연 파괴 여부	물 자체는 절연파괴 개념보다 불순물로 전도도 증가	높은 전압(예: 번개)에서 절연파괴 발생
대표적인 예시	바닷물, 수돗물은 전기 잘 통함	번개, 스파크 발생 시 전류 흐름
한 줄 요약	순도에 따라 절연체 ↔ 도체 모두 가능	일반적으론 절연체, 고전압에서만 도체 작용