Diferența dintre conductori și izolatori

Nu fiecare atom este creat egal. Structura atomică variază de la atom la atom. Unii atomi sunt incapabili să-și țină împreună electronii externi. Ele sunt numite electroni liberi, deoarece pot circula liber de la atom la atom. Acești electroni trec energie electrică de la o particulă la alta, transferând astfel energie sub formă de energie electrică. Un conductor este o substanță care anticipează curgerea liberă a încărcăturii electrice. Dimpotrivă, un izolator rezistă electricității, ceea ce înseamnă că are exact efect opus asupra fluxului de electroni. Electronii se leagă împreună în interiorul atomilor, restricționând astfel fluxul liber al încărcăturii electrice. Să studiem diferența dintre cele două în detaliu.

Ce sunt dirijorii??

Conductorii sunt substanțe care permit electronilor liberi să curgă prin ele cu ușurință, transferând astfel energie sub formă de energie electrică, pe măsură ce electronii se mișcă liber de la atom la atom. În termeni simpli, conductorii permit electronilor să se deplaseze liber de la particule la particule în una sau mai multe direcții. Dacă trimiteți un electron încărcat electric într-un conductor, acesta lovește un electron liber, în cele din urmă bătând-l până când bate alte electroni liberi. Acest lucru declanșează un fel de reacție în lanț care generează sarcină electrică prin material. Aceste substanțe pot trece cu ușurință electricitate prin ele, deoarece structura lor atomică permite electronilor liberi să se miște liber de la o particulă la alta cu ușurință.

Majoritatea metalelor, cum ar fi cuprul, aluminiu, fierul, aurul și argintul, sunt conducători ai energiei electrice, deoarece electronii sunt liberi să se miște de la un atom la altul. De exemplu, cuprul este un conductor bun, deoarece anticipează fluxul liber de electroni destul de ușor. Aluminiu, pe de altă parte, este, de asemenea, un dirijor corect, dar nu este la fel de bun ca cuprul. Este foarte ușor, deci este folosit în cea mai mare parte în cablurile de distribuție a energiei electrice. Să luăm un exemplu de bec. Când porniți lumina, încărcarea electrică trece prin firul care face ca becul să emită lumină. Nu este altceva decât un flux de electroni între atomi.

Metalele sunt cei mai obișnuiți dirijori ai energiei electrice. Alți conductori includ semiconductori, electroliți, plasme și conductori nemetalici, cum ar fi polimerii conductori și grafit. Argintul este un dirijor mai bun decât cuprul, dar nu este practic de utilizat în majoritatea cazurilor datorită costului său mai mare. Cu toate acestea, este utilizat pentru echipamente specializate și sensibile, cum ar fi sateliții. Chiar și apa amestecată cu impurități cum ar fi sarea poate fi considerată ca un conductor.

Ce sunt insulatorii??

Izolatorii, pe de altă parte, sunt substanțe care au exact efect opus asupra fluxului de electroni. Aceste substanțe împiedică circulația liberă a electronilor, inhibând astfel fluxul de curent electric. Izolatorii conțin atomi care țin pe electronii lor strâns, care restricționează fluxul de electroni de la un atom la altul. Din cauza electronilor strâns legați, ei nu pot să se plimbe în mod liber. În termeni simpli, substanțele care împiedică curgerea curentului sunt izolații. Materialele au o conductivitate atât de scăzută încât fluxul de curent este aproape neglijabil, astfel încât acestea sunt utilizate în mod obișnuit pentru a ne proteja de efectele periculoase ale electricității.

Unele exemple obișnuite de izolatori sunt sticla, plasticul, ceramica, hârtia, cauciucul etc. Debitul curentului în circuitele electronice nu este static și tensiunea poate fi destul de mare uneori, ceea ce îl face puțin vulnerabil. Uneori, tensiunea este suficient de mare pentru a determina curgerea curentului electric prin materiale care nici măcar nu sunt considerate conductori de energie electrici. Acest lucru poate provoca șocuri electrice, deoarece organismul uman este, de asemenea, un bun conductor al electricității. Prin urmare, firele electrice sunt acoperite cu cauciuc care acționează ca un izolator care, la rândul său, ne protejează de conductorul interior. Luați orice cablu pentru acest lucru și puteți vedea izolatorul și în cazul în care vedeți conductorul, este timpul să îl înlocuiți.

Diferența dintre conductori și izolatori

1. Conductorii anticipează curgerea liberă a curentului electric, deoarece electronii se deplasează liber de la un atom la altul cu ușurință. Izolatorii, pe de altă parte, se opun curentului electric, deoarece nu vor permite fluxul liber de electroni de la o particulă la alta.
2. Conductorii pot transfera cu ușurință energie sub formă de electricitate sau căldură, de pildă. Cu toate acestea, izolatorii nu pot transfera atât de ușor energia electrică, astfel încât să reziste la electricitate.
3. Conductorii pot trece cu ușurință electricitate prin ele datorită electronilor liberi prezenți în structura lor atomică, dar izolatorii, pe de altă parte, nu pot să treacă prin ele electricitate.
4. Conductorii sunt substanțe ale căror atomi nu au legați strâns electroni, astfel că sunt liberi să se deplaseze în jurul uneia sau mai multor direcții. Cu toate acestea, electronii sunt legați strâns în interiorul atomilor în cazul izolatoarelor, restricționând astfel orice mișcare a electronilor în intervalul nominal de tensiune aplicată.
5. Conductorii au, de obicei, o rezistență scăzută, dar nu rezistență la zero, cu excepția cazului în care sunt super conductori. Izolatoarele au o rezistență ridicată la electricitate.
6. Conductorii conduc electricitate în timp ce izolatorii izolează electricitatea. De exemplu, firul metalic dintr-un cablu electric este un conductor, în timp ce învelișul sau capacul de protecție este izolatorul.
7. Atingerea unui dirijor viu ar putea să te omoare. Pe de altă parte, dacă atingeți un izolator viu, acesta nu va afecta nici măcar un pic, deoarece rezistă curentului electric.

Conductori vs. Izolatori: Graficul de comparație

Rezumat privind conductorii și izolatorii

Atât conductorii cât și izolatorii sunt practic opuși în ceea ce privește proprietatea și funcționalitatea. Cea mai obișnuită diferență dintre cele două este că, în timp ce conductorii permit fluxul liber de electroni de la un atom la altul, izolatorii restricționează fluxul liber de electroni. Conductorii permit ca energia electrică să treacă prin ele, în timp ce izolatorii nu permit ca energia electrică să treacă prin ele. Conductorii au o conductivitate ridicată, în timp ce izolatorii au o conductivitate scăzută.