導体と絶縁体: 違いと比較

私たちの身の回りにはさまざまな種類の要素があります。 これらの要素は、形状、サイズ、色、質感、極性、可鍛性、溶解性などの物理的特徴に基づいて、さまざまなカテゴリに分類されます。

元素の分類に基づく重要なカテゴリの XNUMX つは、導電率です。 それは、イオンまたは電子が自由に移動できるコンポーネントの能力です。 導電性に基づいて、要素は導体と絶縁体に分類されます。

重要なポイント

1. 導体は、電荷の流れを可能にする材料であり、電気回路や電力伝送に不可欠なコンポーネントです。
2. 絶縁体は、電荷の流れに抵抗する材料であり、電流からの保護を提供し、短絡や電気的危険を防ぐのに役立ちます.
3. 導体と絶縁体のどちらを選択するかは、特定の用途によって異なります。導体は電気の流れを促進し、絶縁体は電気の流れを妨げます。

導体と絶縁体

導体は、電子が自由に流れることができる材料または物体であり、電流を運ぶのに役立ちます。 絶縁体は、電子の流れに抵抗する材料または物体であり、電流が通過するのを防ぎます。

導体は、電子が特定の方向から別の方向へ自由かつ容易に流れることを可能にする材料として説明されます。

このような電子の自由な流れにより、熱または電荷エネルギーが材料をすばやく通過することができます。

一方、絶縁体は電子が自由に流れないようにする物質です。

それどころか、材料の原子内に電子をしっかりと保持します。 その結果、材料を通過する熱や電流からのエネルギーの自由な流れが妨げられます。

v 導電性が高く、電気または電気に対する耐性が低い 熱エネルギー フロー。

これは、導体の原子構造に「自由電子」が存在するために発生します。

「自由電子」とは、他の原子の電子と容易に交換できる電子を指します。 つまり、それらが一部である原子との結合には強度がありません。

この強度の欠如により、ある原子から別の原子へのエネルギーの自由な流れが可能になります。

材料または物質が電荷または熱を通過させる程度は、その原子の最も外側の軌道にある「自由電子」の数に依存します。

物質または材料は、その原子の最外殻または周辺殻により多くの「自由電子」がある場合、良好な導体と見なすことができます。

また、間にスペースを入れてはいけません。 伝導 電子が他の原子にすばやく移動できるように、バンドと価電子帯（禁制エネルギーギャップとして知られています）。

導電性を持つ素材でできた物体は、別の物体から渡された電荷を受け取り、それらの電荷をその表面全体に分散させます。

余剰電子間の反発力が可能な限り減少しない限り。

XNUMX つの物体の両方に導電性物質が含まれていると、電荷の交換が容易になります。

興味深いことに、ほとんどの導体は水銀、銅、アルミニウム、銀などの金属で構成されています。

これらの中で銀は最良の導体と考えられていますが、コストが非常に高いため、電線の製造には使用されません。

これは、電流または熱の流れを遅らせたり遮断したりする物質または材料として説明されています。 絶縁体は、導電率が低く、熱または電気エネルギーの流れに対する抵抗が高いです。

これは、絶縁体に存在する原子間に強力な共有結合があるために発生します。 したがって、電子の自由な移動や交換はありません。

また、絶縁体には伝導帯と価電子帯の間に禁制帯と呼ばれる広大な空間があり、価電子がこのギャップを通過して伝導帯に到達するには多くのエネルギーが必要です。

絶縁体で構成された物体にある程度の電荷や熱が伝わると、最初の位置にとどまり、物体の外層に分散されません。

したがって、その物体を適切な材料でこすって帯電させる必要があります。 このような物体を充電するために使用できる別の方法は、誘導です。

電気回路では、導体を互いに、また回路周囲の他の物体から分離するために絶縁体が使用されます。

絶縁体は、ワイヤを流れる電流がワイヤ内にとどまり、導電性材料で構成される他の物体に移動しないようにします。

熱エネルギーの場合は、輻射熱を吸収して熱流路を分断します。 ほとんどの絶縁体は、ゴムなどの非金属で構成されています。 プラスチック、磁器、雲母、グラスファイバーなど

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