Przewodniki i izolatory

Nie każdy atom jest równy. Struktura atomowa waha się od atomu do atomu. Niektóre atomy nie są w stanie utrzymać razem swoich zewnętrznych elektronów. Nazywane są one wolnymi elektronami, ponieważ mogą swobodnie wędrować od atomu do atomu. Te elektrony przekazują energię elektryczną z jednej cząsteczki do drugiej, przenosząc w ten sposób energię w postaci elektryczności. Przewód jest substancją, która przewiduje swobodny przepływ ładunku elektrycznego. Przeciwnie, izolator jest odporny na elektryczność, co oznacza, że ma dokładnie przeciwny wpływ na przepływ elektronów. Elektrony wiążą się ściśle w obrębie atomów, ograniczając w ten sposób swobodny przepływ ładunku elektrycznego. Przyjrzyjmy się różnicy między tymi dwoma szczegółami.

Czym są dyrygenci?

Przewodniki są substancjami, które umożliwiają swobodne przepływanie przez nie wolnych elektronów, przenosząc w ten sposób energię w postaci elektryczności, gdy elektrony swobodnie przemieszczają się z atomu do atomu. Mówiąc prościej, przewodniki pozwalają elektronom swobodnie wędrować od cząstki do cząstki w jednym lub więcej kierunkach. Jeśli wyślesz naładowany elektrycznie elektron do przewodnika, uderzy on w wolny elektron, ostatecznie znokautując go, dopóki nie zrzuci innych wolnych elektronów. To wywołuje rodzaj reakcji łańcuchowej wytwarzającej ładunek elektryczny przez materiał. Substancje te mogą z łatwością przepuszczać przez nie energię elektryczną, ponieważ ich struktura atomowa pozwala swobodnie przemieszczać się swobodnie z jednej cząstki na drugą.

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

Metale są najbardziej powszechnymi 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 w użyciu ze względu na wyższe koszty. Jest on jednak stosowany do specjalistycznych i wrażliwych urządzeń, takich jak satelity. Nawet woda zmieszana z zanieczyszczeniami, takimi jak sól, może być uważana za przewodnik.

Czym są izolatory?

Z drugiej strony, izolatory są substancjami, które mają dokładnie przeciwny wpływ na przepływ elektronów. Substancje te utrudniają swobodny przepływ elektronów, hamując w ten sposób przepływ prądu elektrycznego. Izolatory zawierają atomy, które ściśle trzymają się swoich elektronów, które ograniczają przepływ elektronów z jednego atomu do drugiego. Ze względu na ściśle związane elektrony, nie są w stanie swobodnie wędrować. Mówiąc prościej, substancje zapobiegające przepływowi prądu są izolatorami. Materiały mają tak niską przewodność, że przepływ prądu jest prawie nieistotny, dlatego są one powszechnie stosowane w celu ochrony przed niebezpiecznymi skutkami elektryczności.

Typowymi przykładami izolatorów są szkło, plastik, ceramika, papier, guma itp. Przepływ prądu w obwodach elektronicznych nie jest statyczny, a napięcie może być dość wysokie, co czyni go trochę wrażliwym. Czasami napięcie jest wystarczająco wysokie, aby prąd elektryczny przepływał przez materiały, które nie są nawet uważane za dobre przewodniki elektryczne. Może to spowodować porażenie prądem, ponieważ ludzkie ciało jest również dobrym przewodnikiem elektryczności. Dlatego przewody elektryczne są pokryte gumą, która działa jako izolator, który z kolei chroni nas przed przewodnikiem w środku. Weź dowolną linkę i możesz zobaczyć izolator, a na wypadek, gdyby zobaczyłeś przewodnika, nadszedł czas, aby go wymienić.

Różnica między przewodami a izolatorami

Przewody przewidują swobodny przepływ prądu elektrycznego, ponieważ elektrony swobodnie wędrują od jednego atomu do drugiego. Z drugiej strony, izolatory przeciwdziałają prądowi elektrycznemu, ponieważ nie pozwalają na swobodny przepływ elektronów z jednej cząsteczki do drugiej.
Przewodnicy mogą z łatwością przenosić energię w postaci elektryczności lub ciepła. Jednak izolatory nie mogą tak łatwo przenosić energii elektrycznej, aby były odporne na elektryczność.
Przewodnicy mogą z łatwością przepuścić przez nie elektryczność ze względu na wolne elektrony obecne w ich strukturze atomowej, ale izolatory z drugiej strony nie mogą przepuszczać przez nie elektryczności.
Przewodniki są substancjami, których atomy nie mają ściśle związanych elektronów, dzięki czemu mogą swobodnie wędrować w jednym lub wielu kierunkach. Jednakże elektrony są ściśle związane w atomach w przypadku izolatorów, ograniczając tym samym każdy ruch elektronów w nominalnym zakresie przyłożonego napięcia.
Przewodniki mają zwykle niską rezystancję, ale nie zerową oporność, chyba że są superprzewodnikami. Izolatory mają wysoką odporność na elektryczność.
Przewody przewodzą prąd, a izolatory izolują elektryczność. Na przykład, drut metalowy w przewodzie elektrycznym jest przewodnikiem, podczas gdy osłona lub pokrywa ochronna jest izolatorem.
Dotknięcie żyjącego dyrygenta może cię zabić.Z drugiej strony, jeśli dotkniesz izolatora na żywo, nie będzie to bolało, ponieważ jest odporne na prąd elektryczny.

Przewodniki vs. Izolatory: Tabela porównawcza

Przewodniki	Izolatory
Przewodniki są materiałami, które umożliwiają swobodny przepływ elektronów z jednego atomu do drugiego.	Izolatory nie pozwalają na uwolnienie elektronów z jednego atomu do drugiego.
Przewodniki przewodzą prąd z powodu obecności w nich wolnych elektronów.	Izolatory izolują elektryczność ze względu na ściśle związane elektrony obecne w atomach.
Materiały te mogą przez nie przepuszczać energię elektryczną.	Materiały izolacyjne nie przepuszczają przez nie prądu elektrycznego.
Atomy nie są w stanie mocno trzymać swoich elektronów.	Atomy mają ściśle związane elektrony, przez co nie są w stanie dobrze przenosić energii elektrycznej.
Materiały, które są dobrymi przewodnikami, mają na ogół wysoką przewodność.	Dobre materiały izolacyjne zwykle mają niskie przewodnictwo.
Głównie metale to dobre przewodniki, takie jak miedź, aluminium, srebro, żelazo itp.	Powszechne izolatory to guma, szkło, ceramika, plastik, asfalt, czysta woda itp.

Podsumowanie na temat dyrygentów a izolatory

Zarówno przewodniki, jak i izolatory są praktycznie przeciwstawne pod względem właściwości i funkcjonalności. Najczęstszą różnicą między nimi jest to, że podczas gdy przewody umożliwiają swobodny przepływ elektronów z jednego atomu do drugiego, izolatory ograniczają swobodny przepływ elektronów. Przewody pozwalają na przechodzenie przez nie energii elektrycznej, podczas gdy izolatory nie pozwalają na przejście przez nie energii elektrycznej. Przewodniki mają wysokie przewodnictwo, podczas gdy izolatory mają niskie przewodnictwo.