Différence entre conducteurs et isolants

Tous les atomes ne sont pas créés égaux. La structure atomique varie d’un atome à l’autre. Certains atomes sont incapables de maintenir leurs électrons extérieurs ensemble. On les appelle électrons libres car ils peuvent se déplacer librement d’un atome à l’autre. Ces électrons font passer l’énergie électrique d’une particule à une autre, transférant ainsi l’énergie sous forme d’électricité. Un conducteur est une substance qui prévoit la libre circulation de la charge électrique. Au contraire, un isolant résiste à l’électricité, ce qui signifie qu’il a exactement l’effet inverse sur le flux d’électrons. Les électrons se lient étroitement entre eux à l’intérieur des atomes, ce qui restreint la libre circulation de la charge électrique. Étudions en détail la différence entre les deux.

Que sont les conducteurs ?

Les conducteurs sont des substances qui permettent aux électrons libres de circuler facilement à travers elles, transférant ainsi l’énergie sous forme d’électricité, les électrons se déplaçant librement d’atome en atome. En termes simples, les conducteurs permettent aux électrons de se déplacer librement de particule en particule dans une ou plusieurs directions. Si vous envoyez un électron chargé électriquement dans un conducteur, il heurte un électron libre et finit par l’assommer jusqu’à ce qu’il assomme d’autres électrons libres. Cela déclenche une sorte de réaction en chaîne créant une charge électrique à travers le matériau. Ces substances peuvent facilement faire passer l’électricité à travers elles car leur structure atomique permet aux électrons libres de se déplacer librement d’une particule à une autre avec facilité.

La plupart des métaux tels que le cuivre, l’aluminium, le fer, l’or et l’argent sont de bons conducteurs d’électricité car les électrons sont libres de se déplacer d’un atome à un autre. Par exemple, le cuivre est un bon conducteur car il anticipe la libre circulation des électrons assez facilement. L’aluminium, quant à lui, est également un bon conducteur, mais il n’est pas aussi bon que le cuivre. Il est très léger et est donc surtout utilisé dans les câbles de distribution d’énergie. Prenons l’exemple d’une ampoule. Lorsque vous allumez la lumière, la charge électrique passe dans le fil, ce qui fait que l’ampoule émet de la lumière. Ce n’est rien d’autre que le flux d’électrons entre les atomes.

Les métaux sont les conducteurs d’électricité les plus courants. Les autres conducteurs sont les semi-conducteurs, les électrolytes, les plasmas, plus les conducteurs non métalliques comme les polymères conducteurs et le graphite. L’argent est un meilleur conducteur que le cuivre, mais il n’est pas pratique à utiliser dans la plupart des cas en raison de son coût plus élevé. Il est toutefois utilisé pour les équipements spécialisés et sensibles tels que les satellites. Même l’eau mélangée à des impuretés comme le sel peut être considérée comme un conducteur.

Qu’est-ce que les isolateurs ?

Les isolateurs, en revanche, sont des substances qui ont exactement l’effet inverse sur le flux d’électrons. Ces substances empêchent la libre circulation des électrons, inhibant ainsi la circulation du courant électrique. Les isolants contiennent des atomes qui retiennent fermement leurs électrons, ce qui limite le flux d’électrons d’un atome à l’autre. Les électrons étant étroitement liés, ils ne sont pas en mesure de se déplacer librement. En termes simples, les substances qui empêchent le passage du courant sont des isolants. Ces matériaux ont une conductivité si faible que le flux de courant est presque négligeable, ils sont donc couramment utilisés pour nous protéger des effets dangereux de l’électricité.

Certains exemples courants d’isolants sont le verre, le plastique, la céramique, le papier, le caoutchouc, etc. Le flux de courant dans les circuits électroniques n’est pas statique et la tension peut parfois être assez élevée, ce qui le rend un peu vulnérable. Parfois, la tension est suffisamment élevée pour que le courant électrique traverse des matériaux qui ne sont même pas considérés comme de bons conducteurs d’électricité. Cela peut provoquer un choc électrique car le corps humain est également un bon conducteur d’électricité. C’est pourquoi les fils électriques sont recouverts de caoutchouc qui agit comme un isolant qui nous protège du conducteur à l’intérieur. Prenez n’importe quel cordon d’ailleurs et vous pouvez voir l’isolant et dans le cas où vous voyez le conducteur, il est temps de le remplacer.

Différence entre les conducteurs et les isolants

1. Les conducteurs anticipent la libre circulation du courant électrique parce que les électrons se promènent librement d’un atome à l’autre avec facilité. Les isolants, par contre, s’opposent au courant électrique parce qu’ils ne permettront pas la libre circulation des électrons d’une particule à l’autre.
2. Les conducteurs peuvent facilement transférer l’énergie sous forme d’électricité ou de chaleur, d’ailleurs. Cependant, les isolants ne peuvent pas transférer l’énergie électrique aussi facilement, donc ils résistent à l’électricité.
3. Les conducteurs peuvent facilement faire passer l’électricité à travers eux en raison des électrons libres présents dans leur structure atomique, mais les isolants, en revanche, ne peuvent pas faire passer l’électricité à travers eux.
4. Les conducteurs sont des substances dont les atomes n’ont pas d’électrons étroitement liés donc ils sont libres de se promener dans une ou plusieurs directions. Cependant, les électrons sont étroitement liés à l’intérieur des atomes dans le cas des isolants limitant ainsi tout mouvement des électrons dans la plage nominale de la tension appliquée.
5. Les conducteurs ont généralement une faible résistance, mais pas une résistance nulle, à moins qu’ils ne soient des super conducteurs. Les isolants ont une résistance élevée à l’électricité.
6. Les conducteurs conduisent l’électricité tandis que les isolants isolent l’électricité. Par exemple, le fil métallique d’un cordon électrique est un conducteur, tandis que la gaine ou l’enveloppe protectrice est l’isolant.
7. Toucher un conducteur sous tension pourrait vous tuer. En revanche, si vous touchez un isolant sous tension, cela ne vous fera même pas mal du tout car il résiste au courant électrique.

Conducteurs contre isolants : Tableau comparatif

Résumé sur les conducteurs vs les isolants

Les conducteurs et les isolants sont pratiquement opposés en termes de propriété et de fonctionnalité. La différence la plus commune entre les deux est que, tandis que les conducteurs permettent la libre circulation des électrons d’un atome à l’autre, les isolants limitent la libre circulation des électrons. Les conducteurs permettent à l’énergie électrique de passer à travers eux, tandis que les isolants ne permettent pas à l’énergie électrique de passer à travers eux. Les conducteurs ont une conductivité élevée alors que les isolants ont une faible conductivité.

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