Hout staat algemeen bekend als een uitstekend isolatiemateriaal, maar er zijn gevallen waarin het elektriciteit lijkt te geleiden. Dit roept de vraag op: geleidt hout elektriciteit?
Is hout een geleider van elektriciteit?
Nee, hout geleidt geen elektriciteit. Water wel. Dus als het hout nat genoeg is en de aangelegde stroom sterk genoeg is, kan deze combinatie elektriciteit geleiden.
De lage elektrische geleidbaarheid van hout maakt het tot een uitstekende materiaalkeuze in veel toepassingen waar elektrische isolatie belangrijk is. Zo wordt bijvoorbeeld hout gebruikt voor de bouw van huizen, vloeren, elektriciteitskasten, houten palen worden vaak gebruikt om de elektriciteitskabels te ondersteunen, etc.
Bekijk de geleidbaarheid van verschillende houtsoorten.
Waarom geleidt hout geen elektriciteit?
Elektriciteit heeft vrije elektronen nodig om te reizen. Hout heeft dit niet in zijn structuur en kan dus geen elektriciteit geleiden. Water heeft heel veel vrije elektronen en kan elektriciteit efficiënt geleiden, daarom kan nat hout soms elektrische stromen geleiden.
Hout werkt als een elektrische isolator. Inherent aan hun structuur zijn de moleculen uitzonderlijk stevig gebonden, wat betekent dat de elektronen die ermee verbonden zijn niet vrij kunnen bewegen.
Hout bevat ook een hoog percentage holtes in zijn structuur. Dit verandert met de houtsoort aangezien sommige hardhoutsoorten typisch een zeer dichte structuur hebben, terwijl zachthoutsoorten meer holtes bevatten. Deze holtes werken als isolatoren, aangezien elektriciteit niet door een holte kan reizen tenzij de stroom extreem hoog is.
Als de elektrische stroom groot genoeg is, zal de stroom de isolerende eigenschappen van het hout overweldigen en door de structuur gaan. Voorbeelden zijn een directe blikseminslag of contact met een hoogspanningslijn.
De potentiële elektrische geleidbaarheid van hout (gemeten in Siemens) kan worden berekend wanneer de lengte van het materiaal, de inherente weerstand en het dwarsdoorsnede-oppervlak bekend zijn:
ơ = geleidbaarheid
L = lengte
R = weerstand
A = dwarsdoorsnede
Weerstand van hout
Als alternatief kunt u de soortelijke weerstand van hout berekenen, wat het tegenovergestelde is van geleidbaarheid:
Doorgaans varieert de elektrische weerstand van hout van 1014 tot 1016 ჲm (ohmmeter) wanneer het droog is en tussen 103 en 104 ჲm wanneer het nat is. Dit is een dramatische daling.
Geleidbaarheid van nat hout
Nat hout kan onder bepaalde omstandigheden soms elektriciteit geleiden. Water is een uitstekende elektrische geleider omdat het heel veel vrije elektronen heeft die kunnen bewegen (elektrische stromen bewegen door de stroom van elektronen). Het is dus niet het hout dat de elektriciteit geleidt, maar het water in het hout.
Dus stel dat het hout door zijn hele structuur nat genoeg is. In dat geval, als de lading hoog genoeg is, zijn er mogelijk voldoende vrije elektronen beschikbaar om de elektrische lading te geleiden. Deze stroom zal waarschijnlijk zwak zijn, aangezien de niet-geleidende aard van het hout de stroom grotendeels zal isoleren.
Hout dat nog steeds groeit, zoals een levende boom, bevat ook grote hoeveelheden vrije elektronen in het boomsap. Dit is een uitstekende geleider, vandaar het vermogen van levende bomen om elektriciteit te geleiden. Deze factor verklaart ook waarom bomen zo vaak het doelwit zijn van blikseminslagen. Verlichting, een krachtige elektrische stroom, beweegt veel gemakkelijker door de natte structuur van de boom dan door de lucht, in wezen een isolator.
Dus als de bliksem inslaat, wordt hij aangetrokken door het relatieve gemak van geleiding dat inherent is aan de boom. Deze slag veroorzaakt warmte in de boom, waardoor het boomsap kookt. Kokend boomsap zet uit, waardoor de boom splijt of zelfs ontploft.
Factoren die de geleidbaarheid kunnen beïnvloeden
Hoewel hout in zijn pure vorm nooit elektriciteit zal geleiden, zijn er uitzonderlijke omstandigheden waarin het dit wel kan, zoals nattigheid. Factoren die hierop van invloed zijn, zijn onder andere
- Temperatuur – de elektrische geleidbaarheid van water neemt toe met de temperatuur.
- Vocht – meer vocht, en de opname ervan in de houtstructuur verhoogt de geleidbaarheid.
- Soorten – geleidbaarheid neemt toe als de structuur van het hout een grotere vochtpenetratie mogelijk maakt. Deze structuur verandert met houtsoorten.
- Stroomfrequentie – de geleidbaarheid neemt toe met een hogere elektrische stroomfrequentie.
- Dikte – dunnere houten secties hebben verminderde isolerende eigenschappen, waardoor de geleidbaarheid toeneemt.
- Onzuiverheden – sommige onzuiverheden verhogen de geleidbaarheid door vrije elektronen te leveren.
- Oppervlakteafwerking – sommige producten die bij oppervlaktebehandelingen worden gebruikt, geleiden elektriciteit, waardoor de geleidbaarheid van de structuur effectief wordt verhoogd.
De geleidbaarheid van Engineered Wood
Bewerkt hout heeft andere eigenschappen dan massief hout, waardoor het ideaal is voor verschillende toepassingen. Deze structurele veranderingen beïnvloeden de geleidbaarheid van het hout. Hier zijn enkele voorbeelden.
- Multiplex
Multiplex bestaat uit houtsnippers die in lagen zijn verdicht en aan elkaar zijn gelijmd. Het hout in deze structuur is een uitstekende isolator, maar de lijm niet. Als water in de structuur van het triplex kan doordringen, zal het waarschijnlijk elektriciteit geleiden. Deze factoren dragen ertoe bij dat triplex een uitstekende isolator is als het droog is, maar geleidend is als het nat is. - MDF
MDF bestaat uit houtvezels die zijn samengeperst en samengebonden met was- en harsbindmiddel. Het is doorgaans dichter dan multiplex en een uitstekende isolator. MDF is minder absorberend dan multiplex en wordt dus minder snel nat door de hele structuur.
Droge MDF-platen zijn dus uitstekende isolatoren, maar natte platen niet. Ze zijn echter niet zo waarschijnlijk als multiplex om elektriciteit te geleiden. - Spaanplaat
Spaanplaat is een multiplex met lage dichtheid gemaakt van houtsnippers gebonden met kunsthars. Het is zeer gevoelig voor waterschade, waardoor water diep in de structuur kan doordringen. Terwijl een droge spaanplaat een goede isolator is, zal een natte spaanplaat elektriciteit geleiden als de toegepaste stroom hoog genoeg is.
Thuis » Houtbewerking
