Mūsu apkārtnē ir dažāda veida elementi. Šie elementi ir sakārtoti dažādās kategorijās, pamatojoties uz to fiziskajām iezīmēm, piemēram, formu, izmēru, krāsu, tekstūru, polaritāti, kaļamību, šķīdību utt.
Viena no šādām svarīgām kategorijām, pamatojoties uz kuru elementi tiek klasificēti, ir vadītspēja. Tā ir komponenta spēja ļaut joniem vai elektroniem brīvi pārvietoties. Pamatojoties uz to vadītspēju, elementus iedala vadītājos un izolatoros.
Atslēgas
- Vadītāji ir materiāli, kas nodrošina elektriskā lādiņa plūsmu, padarot tos par būtiskām sastāvdaļām elektriskajās ķēdēs un enerģijas pārvadē.
- Izolatori ir materiāli, kas pretojas elektriskā lādiņa plūsmai, nodrošinot aizsardzību pret elektrisko strāvu un palīdzot novērst īssavienojumus un elektriskās briesmas.
- Izvēle starp vadītājiem un izolatoriem ir atkarīga no konkrētā pielietojuma, jo vadītāji atvieglo elektrības plūsmu un izolatori to novērš.
Diriģents pret izolatoru
Vadītājs ir materiāls vai priekšmets, kas caur to ļauj brīvi plūst elektroniem, kas padara to noderīgu elektriskās strāvas pārnēsāšanai. Izolators ir materiāls vai objekts, kas pretojas elektronu plūsmai, tādējādi apturot elektriskās strāvas iekļūšanu caur to.
Vadītājs tiek aprakstīts kā materiāls, kas ļauj elektroniem brīvi un viegli plūst no viena konkrēta uz otru vienā vai vairākos virzienos.
Šāda brīva elektronu plūsma ļauj siltuma vai elektriskā lādiņa enerģijai ātri iziet cauri materiālam.
No otras puses, izolators ir materiāls, kas neļauj elektroniem brīvi plūst.
Gluži pretēji, tas cieši notur elektronus materiāla atomos. Līdz ar to tas kavē brīvu enerģijas plūsmu no siltuma vai elektriskās strāvas, kas iet caur materiālu.
Salīdzināšanas tabula
| Salīdzināšanas parametrs | Diriģents | izolators |
|---|---|---|
| Definīcija | Tas attiecas uz elementiem, kas ļauj caur tiem iziet elektrisko strāvu vai siltumu. | Tas attiecas uz elementiem, kas neļauj elektriskajai strāvai vai siltumam pārvietoties pa tiem. |
| Elektroni | Tajā ir brīvi plūstoši elektroni. | Tajā ir cieši saistīti elektroni. |
| Elektriskais lauks | Tas atrodas uz materiāla virsmas. | Materiālā tas nepastāv. |
| Vadītspēja | augsts | Zems |
| Izmanto | Elektrības vadu, slēdžu un kontaktligzdu izgatavošana. | Vadu, slēdžu un kontaktligzdu ārējā vāka izgatavošana. |
Kas ir Diriģents?
v Tiem ir augsta vadītspēja un slikta izturība pret elektrisko vai siltumenerģija plūsma.
Tas notiek tāpēc, ka vadītāja atomu struktūrā ir “brīvie elektroni”.
“Brīvie elektroni” attiecas uz tiem elektroniem, kurus var viegli apmainīt ar citu atomu elektroniem. Tas nozīmē, ka viņu saiknei ar atomu, kura daļa viņi ir, trūkst stiprības.
Šis spēka trūkums ļauj brīvi plūst enerģijai no viena atoma uz otru.
Tas, cik lielā mērā materiāls vai viela ļauj lādiņiem vai siltumam pārvietoties pa to, ir atkarīgs no “brīvo elektronu” skaita tā atomu visattālākajās orbītās.
Vielu vai materiālu var uzskatīt par labu vadītāju, ja tā atomu visattālākajos vai perifērajos apvalkos ir vairāk “brīvo elektronu”.
Turklāt starp tiem nevajadzētu būt atstarpēm vadītspēja josla un valences josla (pazīstama kā aizliegtā enerģijas sprauga), lai elektroni varētu ātri pārvietoties uz citiem atomiem.
Priekšmets, kas izgatavots no materiāla, kuram ir vadītspējas, saņems lādiņus, kas tam nodoti no cita objekta un ļaus tiem izplatīties pa visu tā virsmu.
ja vien atgrūšanas spēki starp pārpalikuma elektroniem nesamazinās līdz maksimālajam iespējamajam apmēram.
Lādiņu apmaiņa starp diviem objektiem kļūst vienkārša, ja abi satur vadošus materiālus.
Interesanti, ka lielākā daļa vadītāju sastāv no tādiem metāliem kā dzīvsudrabs, varš, alumīnijs, sudrabs utt.
Starp tiem sudrabs tiek uzskatīts par labāko vadītāju, taču to neizmanto elektrisko vadu izgatavošanai, jo tā izmaksas ir ļoti augstas.
Kas ir izolators?
To raksturo kā vielu vai materiālu, kas aizkavē vai bloķē elektriskās strāvas vai siltuma plūsmu. Izolatoriem ir zema vadītspēja un augsta izturība pret siltuma vai elektriskās enerģijas plūsmu.
Tas notiek tāpēc, ka izolatoros esošajiem atomiem ir spēcīga kovalentā saite starp tiem. Līdz ar to nenotiek brīva elektronu kustība vai apmaiņa.
Arī izolatoriem ir plaša telpa, kas pazīstama kā aizliegtā plaisa starp vadītspējas joslu un valences joslu, kas prasa daudz enerģijas no valences elektroniem, lai izietu cauri šai spraugai un sasniegtu vadītspējas joslu.
Kad kāds lādiņa vai siltuma daudzums tiek nodots priekšmetam, kas izgatavots no izolācijas materiāla, tas paliek sākuma stāvoklī un netiek izkliedēts pa lietas ārējo slāni.
Līdz ar to šis objekts ir jāierīvē ar piemērotu materiālu, lai tas uzlādētos. Vēl viena metode, ko var izmantot šāda objekta uzlādēšanai, ir indukcija.
Elektriskajā ķēdē izolatorus galvenokārt izmanto, lai noturētu vadītājus vienu no otra un citiem objektiem ap kursu.
Izolatori nodrošina, ka strāva, kas plūst caur vadiem, paliek vadā un nenovirzās uz citu objektu, kas sastāv no vadoša materiāla.
Siltumenerģijas gadījumā tie sadala siltuma plūsmas ceļu, absorbējot starojuma siltumu. Lielākā daļa izolatoru sastāv no nemetāliem, piemēram, gumijas, plastmasa, porcelāns, vizla, stikla šķiedra utt.
Galvenās atšķirības starp vadītāju un izolatoru
- Vadītājs ļauj ātri iziet cauri enerģijai, piemēram, elektriskajam lādiņam vai siltumam. Tajā pašā laikā izolators neļauj plūst caur to elektriskajai strāvai vai siltumam.
- Izolatoriem ir molekulāras cietās saites. Tajā pašā laikā molekulārās saites vadītājos ir trauslas.
- Izolatoriem ir ļoti zema vadītspēja. Atrodoties diriģentos, tas ir ļoti augsts.
- Izolatoriem ir ļoti liela pretestība, tāpēc elektroni tiek turēti kopā ļoti stingri. Savukārt vadītājiem ir niecīga pretestība.
- Izolatoriem tādu nav elektriskais lauks, ne iekšā, ne virspusē. Atrodoties vadītājos, tas atrodas uz virsmas un vadītāja iekšējā daļā joprojām ir nulle.
Pēdējo reizi atjaunināts: 11. gada 2023. jūnijā
Esmu pielicis tik daudz pūļu, rakstot šo emuāra ierakstu, lai sniegtu jums vērtību. Tas man ļoti noderēs, ja apsverat iespēju to kopīgot sociālajos medijos vai ar draugiem/ģimeni. DALĪŠANĀS IR ♥️
Pijušs Jadavs pēdējos 25 gadus ir pavadījis, strādājot par fiziķi vietējā sabiedrībā. Viņš ir fiziķis, kurš aizrautīgi cenšas padarīt zinātni pieejamāku mūsu lasītājiem. Viņam ir bakalaura grāds dabaszinātnēs un pēcdiploma diploms vides zinātnē. Vairāk par viņu varat lasīt viņa vietnē bio lapa.
Lai gan tehniskais saturs ir diezgan detalizēts, tas tiek pasniegts viegli uztveramā un saistošā veidā.
Es novērtēju, ka raksts ir informatīvs, taču tas nav pārāk sauss vai nepieejams savā zinātniskajā saturā.
Piekrītu, šis raksts rada lielisku līdzsvaru starp tehnisko dziļumu un lasītāju pieejamību.
Es augstu vērtēju piemēru un atsauces uz materiāliem izmantošanu, skaidrojot gan vadītājus, gan izolatorus.
Šajā rakstā ļoti efektīvi ir aprakstīts, kas padara materiālu par labu vadītāju.
Elektronu kustības zinātniskā sarežģītība vadītājos un izolatoros ir izklāstīta viegli uztveramā veidā.
Absolūti aizraujošs ir dziļāks ieskats par to, kāpēc daži materiāli ir vadītāji, bet citi ir izolatori.
Vadītāju un izolatoru praktiskie pielietojumi šajā rakstā ir labi kontekstualizēti ar to zinātniskajām īpašībām.
Lielisks skaidrojums! Es augstu vērtēju to, ka galvenās atziņas ir īsi izklāstītas, lai to būtu viegli saprast.
Jā, salīdzināšanas tabula ir noderīga, lai ātri saprastu galvenās atšķirības starp vadītājiem un izolatoriem.
Piekrītu, šajā rakstā ir ļoti skaidra atšķirība starp vadītājiem un izolatoriem.
Rakstā ir efektīvi izskaidrotas galvenās atšķirības starp vadītājiem un izolatoriem, kas kalpo kā lielisks izglītības resurss.
Protams, šis gabals šķiet ideāls studentiem vai studentiem, kuri vēlas izprast vadītspējas nianses.
Kurš zināja, ka mācīšanās par vadītājiem un izolatoriem var būt tik patīkama? Paldies autorei par aizraujošo lasīšanu!
Pilnīgi noteikti, autoram ar šo rakstu ir izdevies samērā sarežģītu tēmu padarīt pieejamu un patīkamu.
Es uzskatu, ka detalizētie paskaidrojumi par vadītājiem un izolatoriem ir informatīvi.
Protams, sniegtā informācija par "brīvajiem elektroniem" vadītājos ir diezgan interesanta un padziļina izpratni.
Rakstā ir labi skaidri un sakārtoti izklāstītas vadītāju un izolatoru atšķirības un funkcijas.
Es nevarēju vairāk piekrist. Dažādie parametri un salīdzinājumi ir sniegti loģiski un noderīgi.
Es domāju, ka materiālu piemēri, kas ir labi vadītāji un izolatori, vēl vairāk nostiprina izpratni par šiem jēdzieniem.
Protams, metālu, piemēram, vara un sudraba, iekļaušana kā vadītāji ir noderīga praktiskai lietošanai.
Izmaksu faktora pieminēšana, izmantojot sudrabu kā diriģentu, kopā ar teorētiskajām zināšanām parāda praktiskus apsvērumus.
Terminoloģija, ko izmanto, aprakstot “brīvos elektronus” un “aizliegtās enerģijas spraugas”, ir ļoti tehniska, taču šeit ir skaidri izskaidrota.
Mani iespaido detaļu dziļums, skaidrojot, kā vadītāji un izolatori darbojas atomu līmenī.
Noteikti, ka diskusija par atomu struktūru un vadītspēju ir visaptveroša, taču pieejama lasītājiem.