導体と絶縁体の違い

すべての原子が同じように作られているわけではありません。原子の構造は原子によって異なる。外側の電子をまとめることができない原子もある。このような電子は、原子から原子へと自由に動き回ることができるため、自由電子と呼ばれています。これらの電子は、ある粒子から別の粒子へ電気エネルギーを渡すことで、電気という形でエネルギーを伝達しています。導体とは、電荷が自由に流れることを期待した物質である。逆に、絶縁体は電気を通さない、つまり電子の流れに全く逆の影響を与える物質です。電子は原子の中で固く結合しているため、電荷の自由な流れが制限されるのです。

「導体」とは何か？

伝導体とは、自由電子を通しやすくする物質で、電子が原子から原子へと自由に移動することで、エネルギーを電気として伝達することができます。簡単に言えば、導体は電子が粒子から粒子へと自由に1つまたは複数の方向に動き回ることを可能にします。電気を帯びた電子を導体に送り込むと、自由電子にぶつかり、やがてその自由電子が他の自由電子を打ち落とすまで打ち落とされる。これが一種の連鎖反応を起こし、物質中に電荷を生み出す。銅、アルミニウム、鉄、金、銀などのほとんどの金属は、電子が原子から原子へと自由に移動できるため、電気を通しやすいのです。たとえば、銅は電子の自由な流れを非常に容易に予測できるため、良い導体です。一方、アルミニウムもかなりの導電性を持っていますが、銅ほどではありません。非常に軽いので、主に配電ケーブルに使われます。電球の例で説明しましょう。電気をつけると、電線に電気が流れ、電球が発光します。これは原子間の電子の流れに他なりません。

電気を最もよく通すのは金属です。他の導体には、半導体、電解質、プラズマ、さらに導電性高分子やグラファイトなどの非金属導体があります。銀は銅よりも導電性が高いが、コストが高いため、ほとんどの場合、実用化されていない。しかし、人工衛星のような特殊で繊細な機器には使用されている。 6884>

絶縁体とは

一方、絶縁体は、電子の流れに対してまったく逆の効果を持つ物質です。電子の自由な流れを阻害し、電流の流れを抑制する物質です。絶縁体には、電子をしっかりと保持する原子があり、ある原子から別の原子への電子の流れが制限される。電子が固く結合しているため、電子は自由に動き回ることができない。簡単に言うと、電流が流れないようにする物質が絶縁体です。この物質は、電流の流れがほとんど無視できるほど伝導性が低いので、電気の危険な影響から私たちを守るためによく使われます。

絶縁体の一般的な例としては、ガラス、プラスチック、セラミック、紙、ゴムなどがあります。電子回路の電流の流れは静的ではなく、電圧もかなり高くなる時があり、少し傷つきやすくなります。時には電圧が高いために、電気をよく通さないとされている素材にも電流が流れることがある。人体も電気をよく通すので、これが感電の原因になることがある。そこで、電線には絶縁体であるゴムが塗られ、中の導電体から私たちを守ってくれているのです。