Różnica między przewodnikami i izolatorami

Nie każdy atom jest sobie równy. Struktura atomowa różni się w zależności od atomu. Niektóre atomy nie są w stanie utrzymać razem swoich zewnętrznych elektronów. Nazywa się je swobodnymi elektronami, ponieważ mogą swobodnie wędrować od atomu do atomu. Elektrony te przekazują energię elektryczną z jednej cząstki do drugiej, przenosząc w ten sposób energię w postaci elektryczności. Przewodnik jest substancją, która przewiduje swobodny przepływ ładunku elektrycznego. Przeciwnie, izolator jest odporny na elektryczność, co oznacza, że ​​ma dokładnie odwrotny wpływ na przepływ elektronów. Elektrony wiążą się ściśle w atomach, ograniczając w ten sposób swobodny przepływ ładunku elektrycznego. Przyjrzyjmy się szczegółowo różnicy między nimi.

Co to są dyrygenci?

Przewodniki to substancje, które umożliwiają swobodny przepływ swobodnych elektronów, przenosząc w ten sposób energię w postaci elektryczności, gdy elektrony swobodnie przemieszczają się od atomu do atomu. Mówiąc prosto, przewodniki pozwalają elektronom wędrować swobodnie od cząstki do cząstki w jednym lub więcej kierunkach. Jeśli wyślesz elektronowi naładowany elektrycznie do przewodnika, uderza on w wolny elektron, ostatecznie zwalając go, dopóki nie strąci innych wolnych elektronów. To wywołuje rodzaj reakcji łańcuchowej wytwarzającej ładunek elektryczny przez materiał. Substancje te mogą z łatwością przepuszczać przez nie elektryczność, ponieważ ich struktura atomowa pozwala swobodnym swobodnym elektronom przemieszczać się z jednej cząstki na drugą.

Większość metali, takich jak miedź, aluminium, żelazo, złoto i srebro, są dobrymi przewodnikami elektryczności, ponieważ elektrony mogą swobodnie przemieszczać się z jednego atomu na drugi. Na przykład miedź jest dobrym przewodnikiem, ponieważ dość łatwo przewiduje swobodny przepływ elektronów. Z drugiej strony aluminium jest również dobrym przewodnikiem, ale nie jest tak dobre jak miedź. Jest bardzo lekki, dlatego stosowany głównie w kablach dystrybucji energii. Weźmy przykład żarówki. Po włączeniu światła ładunek elektryczny przechodzi przez drut, co powoduje, że żarówka emituje światło. To nic innego jak przepływ elektronów między atomami.

Metale są najczęstszymi przewodnikami elektryczności. Inne przewodniki obejmują półprzewodniki, elektrolity, plazmy oraz przewodniki niemetaliczne, takie jak przewodzące polimery i grafit. Srebro jest lepszym przewodnikiem niż miedź, ale w większości przypadków nie jest praktyczne ze względu na jego wyższy koszt. Jest on jednak stosowany do specjalistycznych i wrażliwych urządzeń, takich jak satelity. Nawet wodę zmieszaną z zanieczyszczeniami, takimi jak sól, można uznać za przewodnik.

Co to są izolatory?

Z drugiej strony izolatory to substancje, które mają dokładnie odwrotny wpływ na przepływ elektronów. Substancje te utrudniają swobodny przepływ elektronów, hamując w ten sposób przepływ prądu elektrycznego. Izolatory zawierają atomy, które ściśle trzymają elektrony, co ogranicza przepływ elektronów z jednego atomu do drugiego. Ze względu na ściśle związane elektrony nie mogą swobodnie wędrować. Mówiąc najprościej, substancje, które zapobiegają przepływowi prądu, są izolatorami. Materiały mają tak niską przewodność, że przepływ prądu jest prawie znikomy, dlatego są one powszechnie stosowane w celu ochrony nas przed niebezpiecznymi skutkami elektryczności.

Niektóre typowe przykłady izolatorów to szkło, plastik, ceramika, papier, guma itp. Przepływ prądu w obwodach elektronicznych nie jest statyczny, a czasami napięcie może być dość wysokie, co czyni go nieco wrażliwym. Czasami napięcie jest wystarczająco wysokie, aby spowodować przepływ prądu elektrycznego przez materiały, które nie są nawet uważane za dobre przewodniki prądu elektrycznego. Może to spowodować porażenie prądem, ponieważ ciało ludzkie jest również dobrym przewodnikiem elektryczności. Dlatego przewody elektryczne są pokryte gumą, która działa jak izolator, który z kolei chroni nas przed przewodnikiem wewnątrz. Weź do tego dowolny przewód, a zobaczysz izolator, a jeśli zobaczysz przewodnik, czas go wymienić.

Różnica między przewodnikami i izolatorami

1. Przewodniki przewidują swobodny przepływ prądu elektrycznego, ponieważ elektrony swobodnie wędrują z jednego atomu do drugiego. Z drugiej strony izolatory przeciwstawiają się prądowi elektrycznemu, ponieważ nie pozwalają na swobodny przepływ elektronów z jednej cząstki do drugiej.
2. Przewodniki mogą łatwo przenosić energię w postaci energii elektrycznej lub ciepła. Jednak izolatory nie mogą tak łatwo przenosić energii elektrycznej, więc są odporne na elektryczność.
3. Przewodniki mogą łatwo przepuszczać przez nie elektryczność z powodu wolnych elektronów obecnych w ich strukturze atomowej, ale z drugiej strony izolatory nie mogą przepuszczać przez nie elektryczności.
4. Przewodniki to substancje, których atomy nie mają ściśle związanych elektronów, dlatego mogą swobodnie wędrować w jednym lub wielu kierunkach. Jednak w przypadku izolatorów elektrony są ściśle związane w atomach, co ogranicza ruch elektronów w zakresie nominalnego przyłożonego napięcia.
5. Przewodniki zwykle mają niską rezystancję, ale nie zerową, chyba że są nadprzewodnikami. Izolatory mają wysoką odporność na elektryczność.
6. Przewodniki przewodzą prąd, a izolatory izolują prąd. Na przykład drut metalowy w przewodzie elektrycznym jest przewodnikiem, podczas gdy osłona lub pokrywa ochronna są izolatorem.
7. Dotknięcie dyrygenta na żywo może cię zabić. Z drugiej strony, jeśli dotkniesz izolatora pod napięciem, nawet nie zaszkodzi, ponieważ jest odporny na prąd elektryczny.

Przewodniki a izolatory: tabela porównawcza

Podsumowanie dotyczące przewodników a izolatorów

Zarówno przewodniki, jak i izolatory są praktycznie przeciwne pod względem właściwości i funkcjonalności. Najczęstszą różnicą między nimi jest to, że podczas gdy przewodniki umożliwiają swobodny przepływ elektronów z jednego atomu do drugiego, izolatory ograniczają swobodny przepływ elektronów. Przewodniki pozwalają na przepływ energii elektrycznej, podczas gdy izolatory nie pozwalają na przepływ energii elektrycznej przez nie. Przewodniki mają wysoką przewodność, podczas gdy izolatory mają niską przewodność.