Różnica między przewodnikami i izolatorami

Nie każdy atom jest stworzony równy. Struktura atomowa różni się od atomu do atomu. Niektóre atomy są niezdolne do utrzymywania swoich zewnętrznych elektronów razem. Są one nazywane elektronami swobodnymi, ponieważ mogą swobodnie wędrować od atomu do atomu. Elektrony te przenoszą energię elektryczną z jednej cząsteczki na drugą, przekazując w ten sposób energię w postaci elektryczności. Przewodnikiem jest substancja, która przewiduje swobodny przepływ ładunku elektrycznego. Izolator przeciwnie, opiera się elektryczności, co oznacza, że ma dokładnie odwrotny wpływ na przepływ elektronów. Elektrony wiążą się ciasno w atomach, ograniczając w ten sposób swobodny przepływ ładunku elektrycznego. Zbadajmy różnicę między nimi w szczegółach.

Czym są przewodniki?

Przewodniki to substancje, które pozwalają swobodnym elektronom łatwo przez nie przepływać, przekazując w ten sposób energię w postaci elektryczności, ponieważ elektrony swobodnie przemieszczają się z atomu do atomu. W prostych słowach, przewodniki pozwalają elektronom swobodnie przemieszczać się z cząsteczki do cząsteczki w jednym lub wielu kierunkach. Jeśli wysyłasz elektrycznie naładowany elektron do przewodnika, uderza on w wolny elektron, ostatecznie wybijając go, aż wybije on inne wolne elektrony. Wywołuje to coś w rodzaju reakcji łańcuchowej tworzącej ładunek elektryczny w całym materiale. Substancje te mogą łatwo przechodzić przez nie elektryczność, ponieważ ich struktura atomowa pozwala wolnym elektronom swobodnie przemieszczać się z jednej cząsteczki do drugiej z łatwością.

Większość metali, takich jak miedź, aluminium, żelazo, złoto i srebro są dobrymi przewodnikami elektryczności, ponieważ elektrony mogą swobodnie przemieszczać się z jednego atomu do drugiego. Na przykład, miedź jest dobrym przewodnikiem, ponieważ przewiduje swobodny przepływ elektronów dość łatwo. Aluminium, z drugiej strony, jest również dobrym przewodnikiem, ale nie jest tak dobry jak miedź. Jest bardzo lekki, więc najczęściej używany w kablach dystrybucji energii. Weźmy na przykład żarówkę. Kiedy włączasz światło, ładunek elektryczny przechodzi przez przewód, co powoduje, że żarówka emituje światło. Jest to nic innego jak przepływ elektronów między atomami.

Metale są najbardziej powszechnymi przewodnikami elektryczności. Inne przewodniki to półprzewodniki, elektrolity, plazma, a także przewodniki niemetaliczne, takie jak polimery przewodzące i grafit. Srebro jest lepszym przewodnikiem niż miedź, ale nie jest praktyczne w użyciu w większości przypadków ze względu na jego wyższy koszt. Jest ono jednak stosowane w specjalistycznym i wrażliwym sprzęcie, takim jak satelity. Nawet woda zmieszana z zanieczyszczeniami, takimi jak sól, może być uważana za przewodnik.

Czym są izolatory?

Insulatory, z drugiej strony, są substancjami, 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 mocno trzymają się swoich elektronów, co ogranicza przepływ elektronów z jednego atomu do drugiego. Z powodu ciasno związanych elektronów, nie są one w stanie swobodnie wędrować. Mówiąc prościej, substancje, które zapobiegają przepływowi prądu są izolatorami. Materiały te mają tak niską przewodność, że przepływ prądu jest prawie nieistotne, a więc są one powszechnie stosowane w celu ochrony nas przed niebezpiecznymi skutkami elektryczności.

Niektóre wspólne przykłady izolatorów są szkło, plastik, ceramika, papier, guma, itp. Przepływ prądu w obwodach elektronicznych nie jest statyczny, a napięcie może być czasami dość wysokie, co czyni go nieco podatnym na uszkodzenia. Czasami napięcie jest wystarczająco wysokie, aby spowodować przepływ prądu elektrycznego przez materiały, które nie są nawet uważane za dobre przewodniki elektryczności. Może to spowodować porażenie prądem, ponieważ ciało ludzkie jest również dobrym przewodnikiem elektryczności. Dlatego też przewody elektryczne są powlekane gumą, która działa jak izolator, co z kolei chroni nas przed znajdującym się w środku przewodnikiem. Take any cord for that matter and you can see the insulator and in case you see the conductor, it’s time to replace it.

Różnica między przewodnikami i izolatorami

1. Conductors anticipate free flow of electric current because electrons roam freely from one atom to another with ease. Izolatory, z drugiej strony, sprzeciwiają się prądowi elektrycznemu, ponieważ nie pozwalają na swobodny przepływ elektronów z jednej cząsteczki do drugiej.
2. Przewodniki mogą łatwo przenosić energię w postaci energii elektrycznej lub ciepła, dla tej sprawy. Jednak izolatory nie mogą przekazywać energii elektrycznej tak łatwo, więc opierają się elektryczności.
3. Przewodniki mogą łatwo przepuszczać przez nie elektryczność ze względu na wolne elektrony obecne w ich strukturze atomowej, ale izolatory, z drugiej strony, nie mogą przepuszczać przez nie elektryczności.
4. Przewodniki to substancje, których atomy nie mają ściśle związanych elektronów, więc mogą one swobodnie wędrować w jednym lub wielu kierunkach. Jednak elektrony są ściśle związane w obrębie atomów w przypadku izolatorów ograniczając w ten sposób ruch elektronów w nominalnym zakresie przyłożonego napięcia.
5. Przewodniki mają zwykle niski opór, ale nie zerowy, chyba że są to superprzewodniki. Izolatory mają duży opór dla elektryczności.
6. Przewodniki przewodzą elektryczność, podczas gdy izolatory izolują elektryczność. Na przykład, metalowy drut w kablu elektrycznym jest przewodnikiem, podczas gdy płaszcz lub osłona ochronna jest izolatorem.
7. Dotknięcie przewodnika pod napięciem może cię zabić. Z drugiej strony, jeśli dotkniesz izolatora pod napięciem, nie będzie to nawet trochę bolało, ponieważ jest on odporny na prąd elektryczny.

Przewodniki vs. Izolatory: Comparison Chart

Podsumowanie o przewodnikach vs. izolatory

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

.