Il existe différents types d'éléments dans notre environnement. Ces éléments sont organisés en différentes catégories en fonction de leurs caractéristiques physiques telles que la forme, la taille, la couleur, la texture, la polarité, la malléabilité, la solubilité, etc.
L'une de ces catégories importantes sur la base desquelles les éléments sont classés est la conductivité. C'est la capacité d'un composant à permettre aux ions ou aux électrons de se déplacer librement. En fonction de leur conductivité, les éléments sont classés en conducteurs et isolants.
Faits marquants
- Les conducteurs sont des matériaux qui permettent la circulation de la charge électrique, ce qui en fait des composants essentiels dans les circuits électriques et la transmission de puissance.
- Les isolants sont des matériaux qui résistent au flux de charge électrique, offrant une protection contre les courants électriques et aidant à prévenir les courts-circuits et les risques électriques.
- Le choix entre conducteurs et isolants dépend de l'application spécifique, les conducteurs facilitant la circulation de l'électricité et les isolants l'empêchant.
Conducteur vs isolant
Un conducteur est un matériau ou un objet qui permet le libre passage des électrons, ce qui le rend utile pour transporter le courant électrique. Un isolant est un matériau ou un objet qui résiste au flux d'électrons, empêchant ainsi le courant électrique de le traverser.
Un conducteur est décrit comme un matériau qui permet aux électrons de circuler librement et facilement d'un particulier à l'autre dans une ou plusieurs directions.
Une telle circulation libre d'électrons permet à la chaleur ou à l'énergie de charge électrique de traverser rapidement le matériau.
D'autre part, un isolant est un matériau qui ne permet pas aux électrons de circuler librement.
Au contraire, il maintient fermement les électrons dans les atomes d'un matériau. Par conséquent, il entrave la libre circulation de l'énergie provenant de la chaleur ou du courant électrique traversant le matériau.
Tableau de comparaison
| Paramètre de comparaison | Conducteur | Isolant |
|---|---|---|
| Définition | Il fait référence aux éléments qui permettent au courant électrique ou à la chaleur de les traverser. | Il fait référence aux éléments qui ne permettent pas au courant électrique ou à la chaleur de les traverser. |
| Electrons | Il a des électrons à écoulement libre. | Il a des électrons étroitement liés. |
| Champ électrique | On le trouve à la surface du matériau. | Il n'existe pas dans le matériel. |
| Conductivité | Haute | Faible |
| Utilisé pour | Fabrication de fils électriques, d'interrupteurs et de prises. | Faire la couverture extérieure des fils, des interrupteurs et des prises. |
Qu'est-ce que le chef d'orchestre ?
v Ils ont une conductivité élevée et une faible résistance aux l'énérgie thermique débit.
Cela se produit en raison de la présence « d'électrons libres » dans la structure atomique d'un conducteur.
Les «électrons libres» désignent les électrons qui peuvent être facilement échangés avec les électrons d'autres atomes. Autrement dit, leur lien avec l'atome dont ils font partie manque de force.
Ce manque de force permet la libre circulation de l'énergie d'un atome à l'autre.
La mesure dans laquelle un matériau ou une substance permet aux charges ou à la chaleur de le traverser dépend du nombre « d'électrons libres » dans les orbites les plus externes de ses atomes.
Une substance ou un matériau peut être considéré comme un bon conducteur s'il a plus d'« électrons libres » dans les enveloppes les plus externes ou périphériques de ses atomes.
De plus, il ne doit pas y avoir d'espace entre les conduction bande et la bande de valence (connue sous le nom de bande interdite d'énergie) afin que les électrons puissent se déplacer rapidement vers d'autres atomes.
Un objet fait d'un matériau qui a des qualités conductrices recevra les charges qui lui sont transmises par un autre objet et permettra à ces charges de se répartir sur toute sa surface.
à moins que les forces répulsives entre les électrons en surplus ne se réduisent au maximum.
L'échange de charges entre deux objets devient facile si les deux contiennent des matériaux conducteurs.
Fait intéressant, la plupart des conducteurs sont constitués de métaux tels que le mercure, le cuivre, l'aluminium, l'argent, etc.
Parmi ceux-ci, l'argent est considéré comme le meilleur conducteur mais n'est pas utilisé pour fabriquer des fils électriques car son coût est très élevé.
Qu'est-ce que l'isolant ?
Il est décrit comme une substance ou un matériau qui retarde ou bloque la circulation du courant électrique ou de la chaleur. Les isolateurs ont une faible conductivité et une résistance élevée au flux d'énergie thermique ou électrique.
Cela se produit parce que les atomes présents dans les isolants ont une puissante liaison covalente entre eux. Par conséquent, il n'y a pas de libre circulation ou d'échange d'électrons.
De plus, les isolants ont un vaste espace appelé espace interdit entre la bande de conduction et la bande de valence, qui demande beaucoup d'énergie aux électrons de valence pour traverser cet espace et atteindre la bande de conduction.
Lorsqu'une certaine quantité de charge ou de chaleur est transmise à un objet constitué d'un matériau isolant, il reste à la position de départ et ne se disperse pas à travers la couche externe de la chose.
Par conséquent, il faut frotter cet objet avec un matériau approprié pour qu'il se charge. Une autre méthode qui peut être utilisée pour charger un tel objet est l'induction.
Dans un circuit électrique, les isolateurs sont principalement utilisés pour maintenir les conducteurs éloignés les uns des autres et des autres objets autour du parcours.
Les isolateurs garantissent que le courant circulant dans les fils reste à l'intérieur du fil et ne s'éloigne pas vers un autre objet constitué d'un matériau conducteur.
Dans le cas de l'énergie thermique, ils interrompent le trajet du flux de chaleur en absorbant la chaleur rayonnante. La plupart des isolants comprennent des non-métaux comme le caoutchouc, Plastique, porcelaine, mica, fibre de verre etc.
Principales différences entre conducteur et isolant
- Un conducteur laisse passer rapidement l'énergie, par exemple la charge électrique ou la chaleur. En même temps, un isolateur ne laisse pas passer le courant électrique ou la chaleur.
- Les isolants ont des liaisons solides moléculaires. Dans le même temps, les liaisons moléculaires sont fragiles dans les conducteurs.
- Les isolants ont une très faible conductivité. Alors que chez les conducteurs, il est très élevé.
- Les isolants ont une résistance très élevée, de sorte que les électrons sont maintenus ensemble très fermement. Les conducteurs, en revanche, ont une faible résistance.
- Les isolateurs n'ont pas de champ électrique, ni à l'intérieur ni en surface. Alors qu'il est dans les conducteurs, il se trouve en surface et reste nul dans la partie interne du conducteur.
Dernière mise à jour : 11 juin 2023
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Piyush Yadav a passé les 25 dernières années à travailler comme physicien dans la communauté locale. C'est un physicien passionné par l'idée de rendre la science plus accessible à nos lecteurs. Il est titulaire d'un baccalauréat en sciences naturelles et d'un diplôme d'études supérieures en sciences de l'environnement. Vous pouvez en savoir plus sur lui sur son page bio.
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