Dans quelles conditions le bois, considéré comme un isolant électrique, peut-il conduire le courant ?

On dit que le bois est un bon isolant électrique. C'est pourquoi, dans le passé, les boîtiers des téléviseurs et des radios étaient en bois. Outre ses propriétés isolantes, le bois était également non magnétisant, ce qui garantissait le bon fonctionnement et la sécurité des appareils. Vous avez probablement aussi entendu dire que si vous vous asseyez sur une chaise en bois pour changer une ampoule, il ne se passera rien car le bois ne conduit pas l'électricité. En revanche, s'il pleut des éclairs, l'endroit le plus dangereux est sous un arbre. On ne compte plus les images spectaculaires d'électricité se déchargeant à travers le seul arbre du paysage. D'où la question suivante : le bois est-il conducteur d'électricité ? Découvrez ci-dessous quand et pourquoi le bois passe du statut d'isolant à celui de conducteur d'électricité.

Le bois est-il un isolant électrique ou non ?

Cela dépend du taux d'humidité. Plus le taux d'humidité est faible, plus le bois est un bon isolant électrique. Le bois anhydre ne conduit pas du tout le courant. À une teneur en eau de 8-12%, sa capacité de conduction électrique est très faible et le bois est toujours considéré comme un isolant. Plus la teneur en eau augmente, plus la capacité du bois à faire passer le courant augmente. Cette capacité dépend également d'autres facteurs que nous analyserons dans un instant.

La différence entre les exemples ci-dessus n'est pas seulement la différence d'humidité, mais aussi la force du flux électrique. Lorsque nous parlons de courant électrique normal, le courant nécessaire pour qu'une ampoule s'allume ou qu'un appareil fonctionne, nous parlons de la capacité du bois à laisser passer le courant ou non. Mais s'il s'agit d'un courant électrique très fort, comme celui de la foudre ou des lignes électriques, le bois est tout simplement traversé, et sa capacité à résister au courant est inutile. Un poteau en bois subira le même coup de tonnerre qu'un arbre, quelle que soit sa teneur en humidité. Il est donc recommandé d'éviter d'utiliser du bois à proximité de lignes électriques, par exemple en montant sur une échelle en bois pour une activité en hauteur.

Qu'est-ce qui détermine les propriétés d'isolation électrique du bois ?

Le courant électrique est le mouvement d'un flux de charges électriques représentées par des électrons ou des ions. Certains matériaux ont la capacité de laisser passer ce flux, d'autres non. Cette capacité dépend de la nature des matériaux et de leur composition chimique. La présence d'électrons ou d'ions libres dans la composition fait du matériau un bon conducteur d'électricité, tandis que leur absence signifie qu'il est capable d'isoler. Les électrons des métaux sont faiblement liés au noyau, ce qui facilite le passage du courant électrique. Dans les éléments de base du bois - la lignine, la cellulose et l'hémicellulose - il n'y a pas d'ions libres et les électrons sont fortement attirés par le noyau. Le courant électrique ne trouve pas de particules pour le transporter plus loin et le flux de charges est donc interrompu.

La porosité du bois constitue un autre obstacle à l'électricité. Lorsque l'eau s'échappe du bois, des vides sont laissés à l'intérieur du bois où l'air peut pénétrer, ce qui ne permet pas de transporter l'électricité. C'est pourquoi le bois devient de plus en plus isolant à mesure que l'air remplace l'eau.

Résistance électrique du bois

La capacité du bois à résister au passage du courant électrique est appelée rla résistance électrique. C'est la propriété électrique la plus importante du bois et elle dépend de l'humidité, de la température, de l'essence, de la direction des fibres, de la taille des pièces et de la tension appliquée.

Humidité est le plus important. Plus elle est basse, mieux le bois isole. L'augmentation de la teneur en humidité dans la plage de l'humidité liée à l'eau, c'est-à-dire jusqu'à 30% d'humidité, modifie considérablement le comportement du bois. C'est sur cette propriété que repose la mesure de l'humidité du bois à l'aide de l'humidimètre électrique.

Température est inversement proportionnelle à la résistance électrique. Plus la température est élevée, plus la résistance électrique est faible. Cela s'explique par le fait que l'augmentation de la température rend les ions libres présents dans l'eau plus actifs.

Espèce. Le bois n'est pas un matériau homogène et les essences sont très différentes. Il est donc normal que son comportement soit également différent. La disposition des pores, la teneur en sels et autres substances similaires, l'air à l'intérieur du bois sont autant de facteurs qui influencent la conductivité électrique.

Direction de la fibre. Pour une même humidité, la conductivité peut être différente. Ceci est également dû au pourcentage de fibres longitudinales. Plus ce pourcentage est élevé, plus la conductivité de l'essence est importante. Ces essences conviennent à la pyrogravure (saule, peuplier, etc.), frasine, molid).

Dimensions de la pièce. Plus le bois est long et fin, plus le courant est transmis facilement. Les pièces plus courtes et plus épaisses ont une plus grande capacité d'isolation électrique.

Qu'est-ce qui transforme le bois d'isolant en conducteur électrique ?

C'est la teneur en eau qui fait la différence. Mais ce n'est pas l'eau elle-même qui conduit le courant, mais les sels qui y sont dissous. L'eau pure 100% est un parfait isolant électrique. Lorsque les sels sont dissous dans l'eau, ils donnent naissance à des ions et l'eau devient un électrolyte qui conduit le courant.

L'eau de la nature, l'eau qui fait pénétrer la nourriture dans l'arbre sur pied et qui doit être retirée de l'arbre abattu pour le transformer en bon bois pour la constructioni ou meuble, elle n'est pas pure. Il contient de nombreux sels dissous qui deviennent le support du courant électrique. Lorsque le bois est sec, certains sels sortent, d'autres restent à l'intérieur sous forme solide, incapables de conduire le courant. Lorsque l'eau revient, les sels se dissolvent et la solution électrolytique réapparaît.

Les sels les plus couramment utilisés pour augmenter la conductivité du bois sont le chlorure de sodium (sel de table) et le bicarbonate de sodium (bicarbonate de soude).

Le bois fini peut devenir un meilleur conducteur d'électricité s'il est recouvert d'un vernis brillant ou de peintures ou patines contenant du métal. Les pièces anciennes dont les bords ou les profils sont dorés ou argentés conduisent mieux le courant que les pièces ordinaires.

Dessin sur bois à l'électricité

La capacité du bois humide à conduire le courant est utilisée pour produire des figures dites de Lichtenberg. Il s'agit de dessins spécifiques obtenus en brûlant du bois avec un courant électrique et qui ressemblent à des décharges électriques dans l'air. Il s'agit d'une méthode très dangereuse car il faut au moins 2000 volts pour produire un petit dessin. Informations sur la méthode iciMais il est recommandé de ne pas l'appliquer, car c'est beaucoup trop dangereux.

L'eau contenant du bicarbonate de sodium est utilisée pour transformer le bois en un matériau conducteur d'électricité. Le sel de table n'est pas recommandé en raison des composés chlorés toxiques qui se forment à la température élevée développée par la décharge de milliers de volts.

J'espère que ces informations vous seront utiles. Comme toujours, les ajouts sont les bienvenus. Et si vous avez des questions ou des interrogations, n'hésitez pas à les laisser ci-dessous dans l'espace prévu à cet effet. Je ne manquerai pas de vous répondre.