Leiter vs. Isolator: Unterschied und Vergleich

Es gibt verschiedene Arten von Elementen in unserer Umgebung. Diese Elemente werden basierend auf ihren physikalischen Eigenschaften wie Form, Größe, Farbe, Textur, Polarität, Formbarkeit, Löslichkeit usw. in verschiedene Kategorien eingeteilt.

Eine solche wichtige Kategorie, nach der Elemente klassifiziert werden, ist die Leitfähigkeit. Das ist die Fähigkeit eines Bauteils, Ionen oder Elektronen frei bewegen zu lassen. Anhand ihrer Leitfähigkeit werden Elemente in Leiter und Isolatoren eingeteilt.

Key Take Away

1. Leiter sind Materialien, die den Fluss elektrischer Ladung ermöglichen, was sie zu wesentlichen Komponenten in elektrischen Schaltkreisen und zur Energieübertragung macht.
2. Isolatoren sind Materialien, die dem Fluss elektrischer Ladung widerstehen, Schutz vor elektrischen Strömen bieten und dazu beitragen, Kurzschlüsse und elektrische Gefahren zu vermeiden.
3. Die Wahl zwischen Leitern und Isolatoren hängt von der jeweiligen Anwendung ab, wobei Leiter den Stromfluss erleichtern und Isolatoren ihn verhindern.

Leiter gegen Isolator

Ein Leiter ist ein Material oder ein Objekt, durch das Elektronen frei fließen können, was es nützlich macht, elektrischen Strom zu transportieren. Ein Isolator ist ein Material oder ein Objekt, das dem Fluss von Elektronen widersteht und somit verhindert, dass elektrischer Strom hindurchfließt.

Ein Leiter wird als ein Material beschrieben, das es ermöglicht, dass Elektronen frei und leicht in einer oder mehr als einer Richtung von einem Element zum anderen fließen.

Ein solcher freier Elektronenfluss ermöglicht es, dass Wärme oder elektrische Ladungsenergie schnell durch das Material fließen.

Andererseits ist ein Isolator ein Material, das Elektronen nicht frei fließen lässt.

Im Gegenteil, es hält die Elektronen fest in den Atomen eines Materials. Folglich behindert es den freien Energiefluss von Wärme oder elektrischem Strom, der durch das Material fließt.

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Vergleichstabelle

Parameter des Vergleichs	Leiter	Isolator
Definition	Es bezieht sich auf die Elemente, die elektrischen Strom oder Wärme durchlassen.	Es bezieht sich auf die Elemente, die keinen elektrischen Strom oder Wärme zulassen.
Elektronen	Es hat frei fließende Elektronen.	Es hat eng verbundene Elektronen.
Elektrisches Feld	Es befindet sich auf der Oberfläche des Materials.	Es existiert nicht im Material.
Leitfähigkeit	High	Sneaker
Verwendet für	Herstellen von elektrischen Leitungen, Schaltern und Steckdosen.	Herstellen der äußeren Abdeckung der Drähte, Schalter und Steckdosen.

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Was ist Dirigent?

v Sie haben eine hohe Leitfähigkeit und einen geringen elektrischen Widerstand Wärmeenergie Durchfluss.

Dies geschieht aufgrund des Vorhandenseins „freier Elektronen“ in der atomaren Struktur eines Leiters.

"Freie Elektronen" beziehen sich auf jene Elektronen, die leicht mit den Elektronen anderer Atome ausgetauscht werden können. Das heißt, ihrer Bindung an das Atom, von dem sie ein Teil sind, fehlt es an Stärke.

Dieser Mangel an Kraft ermöglicht den freien Energiefluss von einem Atom zum anderen.

Das Ausmaß, in dem ein Material oder eine Substanz Ladungen oder Wärme durchlässt, hängt von der Anzahl der „freien Elektronen“ in den äußersten Bahnen seiner Atome ab.

Ein Stoff oder Material kann als guter Leiter angesehen werden, wenn es mehr „freie Elektronen“ in den äußersten oder peripheren Schalen seiner Atome hat.

Außerdem darf kein Leerzeichen dazwischen sein Leitung Band und das Valenzband (bekannt als die verbotene Energielücke), damit sich die Elektronen schnell zu anderen Atomen bewegen können.

Ein Objekt, das aus einem Material mit leitenden Eigenschaften besteht, empfängt die Ladungen, die von einem anderen Objekt darauf übertragen werden, und ermöglicht es diesen Ladungen, sich über seine gesamte Oberfläche zu verteilen

es sei denn, die Abstoßungskräfte zwischen den überschüssigen Elektronen verringern sich so weit wie möglich.

Der Austausch von Ladungen zwischen zwei Objekten wird einfach, wenn beide leitende Materialien enthalten.

Interessanterweise bestehen die meisten Leiter aus Metallen wie Quecksilber, Kupfer, Aluminium, Silber usw.

Unter diesen gilt Silber als der beste Leiter, wird jedoch nicht zur Herstellung elektrischer Drähte verwendet, da seine Kosten sehr hoch sind.

 

Was ist Isolator?

Es wird als eine Substanz oder ein Material beschrieben, das den Fluss von elektrischem Strom oder Wärme verzögert oder blockiert. Isolatoren haben eine geringe Leitfähigkeit und einen hohen Widerstand gegenüber thermischem oder elektrischem Energiefluss.

Dies geschieht, weil die in den Isolatoren vorhandenen Atome eine starke kovalente Bindung zwischen sich haben. Folglich gibt es keine freie Bewegung oder keinen Austausch von Elektronen.

Außerdem haben Isolatoren einen riesigen Raum, der als verbotene Lücke zwischen dem Leitungsband und dem Valenzband bekannt ist, was den Valenzelektronen viel Energie abverlangt, um diese Lücke zu passieren und das Leitungsband zu erreichen.

Wenn eine gewisse Menge an Ladung oder Wärme auf ein Objekt aus Isoliermaterial übertragen wird, bleibt es an der Ausgangsposition und wird nicht über die äußere Schicht des Objekts verteilt.

Folglich muss man diesen Gegenstand mit einem geeigneten Material reiben, damit er sich auflädt. Eine andere Methode, die verwendet werden kann, um ein solches Objekt aufzuladen, ist Induktion.

In einem Stromkreis werden Isolatoren hauptsächlich verwendet, um die Leiter voneinander und von anderen Objekten im Stromkreis fernzuhalten.

Isolatoren sorgen dafür, dass der durch die Drähte fließende Strom innerhalb des Drahtes bleibt und sich nicht zu anderen Objekten aus einem leitenden Material bewegt.

Bei thermischer Energie unterbrechen sie den Wärmeflussweg, indem sie Strahlungswärme aufnehmen. Die meisten Isolatoren bestehen aus Nichtmetallen wie Gummi, Kunststoff, Porzellan, Glimmer, Fiberglas etc.

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Hauptunterschiede zwischen Leiter und Isolator

1. Ein Leiter lässt Energie, zB elektrische Ladung oder Wärme, schnell passieren. Gleichzeitig lässt ein Isolator keinen elektrischen Strom oder Wärme durch ihn fließen.
2. Isolatoren haben molekulare Festkörperbindungen. Gleichzeitig sind molekulare Bindungen in Leitern brüchig.
3. Isolatoren haben eine sehr geringe Leitfähigkeit. In Dirigenten ist es sehr hoch.
4. Isolatoren haben einen sehr hohen Widerstand, sodass die Elektronen sehr fest zusammengehalten werden. Die Leiter hingegen haben einen geringen Widerstand.
5. Isolatoren haben keine elektrisches Feld, weder innen noch an der Oberfläche. In Leitern befindet es sich an der Oberfläche und ist im inneren Teil des Leiters weiterhin Null.

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Bibliographie

1. https://link.springer.com/article/10.1134/1.1864209

Letzte Aktualisierung: 11. Juni 2023