Verschil tussen geleiders en isolatoren

Niet elk atoom is gelijk geschapen. De atomaire structuur varieert van atoom tot atoom. Sommige atomen zijn niet in staat hun buitenste elektronen bij elkaar te houden. Zij worden vrije elektronen genoemd, omdat zij vrij van atoom naar atoom kunnen zwerven. Deze elektronen geven elektrische energie door van het ene deeltje naar het andere en dragen zo energie over in de vorm van elektriciteit. Een geleider is een stof die de vrije stroom van elektrische lading voorziet. Een isolator daarentegen verzet zich tegen elektriciteit, wat betekent dat hij precies het tegenovergestelde effect heeft op de stroom van elektronen. De elektronen binden zich vast in atomen en beperken zo de vrije stroom van elektrische lading. Laten we het verschil tussen de twee in detail bestuderen.

Wat zijn Geleiders?

Geleiders zijn stoffen die vrije elektronen gemakkelijk door zich laten stromen, waardoor energie in de vorm van elektriciteit wordt overgedragen, omdat elektronen vrij van atoom naar atoom bewegen. Eenvoudig gezegd staan geleiders toe dat elektronen vrij van deeltje tot deeltje in één of meer richtingen kunnen zwerven. Als je een elektrisch geladen elektron een geleider instuurt, raakt het een vrij elektron, dat het uiteindelijk wegslaat totdat het andere vrije elektronen wegslaat. Dit veroorzaakt een soort kettingreactie die elektrische lading door het materiaal creëert. Deze stoffen kunnen gemakkelijk elektriciteit geleiden, omdat hun atomaire structuur de vrije elektronen toestaat zich gemakkelijk van het ene deeltje naar het andere te verplaatsen.

De meeste metalen, zoals koper, aluminium, ijzer, goud en zilver, zijn goede geleiders van elektriciteit, omdat de elektronen zich vrij van het ene atoom naar het andere kunnen verplaatsen. Koper, bijvoorbeeld, is een goede geleider omdat het de vrije stroom van elektronen vrij gemakkelijk anticipeert. Aluminium daarentegen is ook een redelijke geleider, maar niet zo goed als koper. Het is zeer licht van gewicht en wordt daarom meestal gebruikt in stroomdistributiekabels. Laten we het voorbeeld nemen van een gloeilamp. Wanneer u het licht aandoet, gaat de elektrische lading door de draad, waardoor de lamp licht gaat uitstralen. Het is niets anders dan een stroom van elektronen tussen atomen.

Metalen zijn de meest voorkomende geleiders van elektriciteit. Andere geleiders zijn halfgeleiders, elektrolyten, plasma’s, plus niet-metalen geleiders zoals geleidende polymeren en grafiet. Zilver is een betere geleider dan koper, maar is in de meeste gevallen niet praktisch in het gebruik vanwege de hogere kosten. Het wordt echter gebruikt voor gespecialiseerde en gevoelige apparatuur zoals satellieten. Zelfs water vermengd met onzuiverheden zoals zout kan als een geleider worden beschouwd.

Wat zijn isolatoren?

Insulatoren daarentegen zijn stoffen die precies het tegenovergestelde effect hebben op de stroom van elektronen. Deze stoffen belemmeren de vrije stroom van elektronen, waardoor de stroom van elektrische stroom wordt geremd. Isolatoren bevatten atomen die hun elektronen stevig vasthouden, waardoor de elektronenstroom van het ene atoom naar het andere wordt beperkt. Door de strak gebonden elektronen kunnen ze niet vrij rondzwerven. Eenvoudig gezegd, stoffen die de stroom verhinderen zijn isolatoren. De materialen hebben zo’n laag geleidingsvermogen dat de stroom bijna te verwaarlozen is, daarom worden ze vaak gebruikt om ons te beschermen tegen gevaarlijke effecten van elektriciteit.

Enkele veel voorkomende voorbeelden van isolatoren zijn glas, plastic, keramiek, papier, rubber, enz. De stroom in elektronische circuits is niet statisch en de spanning kan soms vrij hoog zijn, wat het een beetje kwetsbaar maakt. Soms is de spanning hoog genoeg om elektrische stroom te laten lopen door materialen die niet eens als goede geleiders van elektriciteit worden beschouwd. Dit kan een elektrische schok veroorzaken omdat het menselijk lichaam ook een goede geleider van elektriciteit is. Daarom zijn elektrische kabels bekleed met rubber dat als isolator fungeert en ons op zijn beurt beschermt tegen de geleider binnenin. Neem een willekeurig snoer en je ziet de isolator en als je de geleider ziet, is het tijd om hem te vervangen.

Verschil tussen geleiders en isolatoren

1. Geleiders anticiperen op een vrije stroom van elektrische stroom omdat elektronen vrij van het ene atoom naar het andere zwerven met gemak. Isolatoren daarentegen verzetten zich tegen elektrische stroom omdat zij geen vrije stroom van elektronen van het ene deeltje naar het andere toestaan.
2. Geleiders kunnen gemakkelijk energie overdragen in de vorm van elektriciteit of warmte, wat dat betreft. Maar isolatoren kunnen elektrische energie niet zo gemakkelijk overdragen, zodat zij elektriciteit weerstaan.
3. Geleiders kunnen gemakkelijk elektriciteit doorlaten vanwege de vrije elektronen die in hun atomaire structuur aanwezig zijn, maar isolatoren daarentegen kunnen geen elektriciteit doorlaten.
4. Geleiders zijn stoffen waarvan de atomen geen strak gebonden elektronen hebben, zodat zij vrij zijn om in één of vele richtingen rond te zwerven. In het geval van isolatoren zijn de elektronen echter strak gebonden binnen de atomen, waardoor elke elektronenbeweging binnen het nominale bereik van de toegepaste spanning wordt beperkt.
5. Geleiders hebben gewoonlijk een lage weerstand, maar geen nulweerstand, tenzij het supergeleiders zijn. Isolatoren hebben een hoge weerstand tegen elektriciteit.
6. Geleiders geleiden elektriciteit terwijl isolatoren elektriciteit isoleren. Bijvoorbeeld, de metalen draad in een elektrisch snoer is een geleider, terwijl de mantel of de beschermhoes de isolator is.
7. Aanraken van een stroomvoerende geleider kan je doden. Aan de andere kant, als u een levende isolator aanraakt, zal het niet eens een beetje pijn doen omdat het elektrische stroom weerstaat.

Geleiders vs. Isolatoren: Comparison Chart

Samenvatting over geleiders versus isolatoren

Zowel geleiders als isolatoren zijn praktisch tegengesteld in termen van eigenschap en functionaliteit. Het meest voorkomende verschil tussen de twee is dat geleiders een vrije stroom van elektronen van het ene atoom naar het andere mogelijk maken, terwijl isolatoren de vrije stroom van elektronen beperken. Geleiders laten elektrische energie door, terwijl isolatoren geen elektrische energie doorlaten. Geleiders hebben een hoge geleidbaarheid, terwijl isolatoren een lage geleidbaarheid hebben.