Er zijn verschillende soorten elementen in onze omgeving. Deze elementen zijn georganiseerd in verschillende categorieën op basis van hun fysieke kenmerken zoals vorm, grootte, kleur, textuur, polariteit, kneedbaarheid, oplosbaarheid, enz.
Een zo'n belangrijke categorie op basis waarvan elementen worden geclassificeerd, is geleidbaarheid. Dat is het vermogen van een component om ionen of elektronen vrij te laten bewegen. Op basis van hun geleidbaarheid worden elementen onderverdeeld in geleiders en isolatoren.
Key Takeaways
- Geleiders zijn materialen die de stroom van elektrische lading mogelijk maken, waardoor ze essentiële componenten zijn in elektrische circuits en krachtoverbrenging.
- Isolatoren zijn materialen die de stroom van elektrische lading weerstaan, bescherming bieden tegen elektrische stromen en helpen kortsluitingen en elektrische gevaren te voorkomen.
- De keuze tussen geleiders en isolatoren hangt af van de specifieke toepassing, waarbij geleiders de stroom van elektriciteit vergemakkelijken en isolatoren deze verhinderen.
Geleider versus isolator
Een geleider is een materiaal of een object dat de stroom van elektronen vrij doorlaat, waardoor het nuttig is voor het geleiden van elektrische stroom. Een isolator is een materiaal of een object dat de stroom van elektronen weerstaat, waardoor wordt voorkomen dat er elektrische stroom doorheen gaat.
Een geleider wordt beschreven als een materiaal dat het mogelijk maakt dat elektronen vrij en gemakkelijk van de ene naar de andere in één of meer richtingen kunnen stromen.
Door een dergelijke vrije stroom van elektronen kan warmte of elektrische ladingsenergie snel door het materiaal gaan.
Aan de andere kant is een isolator een materiaal dat elektronen niet vrij laat stromen.
Integendeel, het houdt de elektronen stevig vast in de atomen van een materiaal. Bijgevolg belemmert het de vrije stroom van energie van warmte of elektrische stroom die door het materiaal gaat.
Vergelijkingstabel
| Parameter van vergelijking | Dirigent | Isolator |
|---|---|---|
| Definitie | Het verwijst naar de elementen die elektrische stroom of warmte doorlaten. | Het verwijst naar de elementen die geen elektrische stroom of warmte doorlaten. |
| elektronen | Het heeft vrij stromende elektronen. | Het heeft hecht verweven elektronen. |
| Elektrisch veld | Het bevindt zich op het oppervlak van het materiaal. | Het bestaat niet in het materiaal. |
| Geleidingsvermogen | Hoge | Laag |
| Gebruikt voor | Elektrische draden, schakelaars en stopcontacten maken. | Het maken van de buitenste afdekking van de draden, schakelaars en stopcontacten. |
Wat is dirigent?
v Ze hebben een hoge geleidbaarheid en een slechte weerstand tegen elektrische of thermische energie stromen.
Dit gebeurt door de aanwezigheid van 'vrije elektronen' in de atomaire structuur van een geleider.
'Vrije elektronen' verwijzen naar die elektronen die gemakkelijk kunnen worden uitgewisseld met de elektronen van andere atomen. Dat wil zeggen, hun binding met het atoom waarvan ze deel uitmaken mist kracht.
Dit gebrek aan kracht maakt de vrije stroom van energie van het ene atoom naar het andere mogelijk.
De mate waarin een materiaal of een stof ladingen of warmte doorlaat, hangt af van het aantal 'vrije elektronen' in de buitenste banen van de atomen.
Een stof of materiaal kan als een goede geleider worden beschouwd als het meer 'vrije elektronen' heeft in de buitenste of perifere schillen van zijn atomen.
Ook mag er geen spatie tussen de geleiding band en de valentieband (bekend als de verboden energiekloof) zodat de elektronen snel naar andere atomen kunnen gaan.
Een object dat is gemaakt van een materiaal dat geleidende eigenschappen heeft, zal de ladingen die erop worden doorgegeven van een ander object ontvangen en ervoor zorgen dat die ladingen over het hele oppervlak worden verdeeld
tenzij de afstotende krachten tussen de overtollige elektronen zoveel mogelijk verminderen.
Het uitwisselen van ladingen tussen twee objecten wordt gemakkelijk als beide geleidende materialen bevatten.
Interessant is dat de meeste geleiders zijn gemaakt van metalen zoals kwik, koper, aluminium, zilver, enzovoort.
Hiervan wordt zilver beschouwd als de beste geleider, maar het wordt niet gebruikt voor het maken van elektrische draden omdat de kosten erg hoog zijn.
Wat is isolator?
Het wordt beschreven als een stof of materiaal dat de stroom van elektrische stroom of warmte vertraagt of blokkeert. Isolatoren hebben een lage geleidbaarheid en een hoge weerstand tegen thermische of elektrische energiestroom.
Dit gebeurt omdat de atomen die in de isolatoren aanwezig zijn een krachtige covalente binding tussen hen hebben. Bijgevolg is er geen vrije beweging of uitwisseling van elektronen.
Isolatoren hebben ook een enorme ruimte die bekend staat als de verboden opening tussen de geleidingsband en de valentieband, die veel energie vraagt van de valentie-elektronen om door deze opening te gaan en de geleidingsband te bereiken.
Wanneer een bepaalde hoeveelheid lading of warmte wordt doorgegeven aan een object dat is gemaakt van een isolerend materiaal, blijft het in de beginpositie en wordt het niet verspreid over de buitenste laag van het ding.
Bijgevolg moet men dat object wrijven met een geschikt materiaal zodat het wordt opgeladen. Een andere methode die gebruikt kan worden om zo'n object op te laden is inductie.
In een elektrisch circuit worden isolatoren voornamelijk gebruikt om de geleiders uit elkaar en de andere objecten rond de baan te houden.
Isolatoren zorgen ervoor dat de stroom die door de draden vloeit binnen de draad blijft en niet wegvloeit naar een ander object dat uit geleidend materiaal bestaat.
In het geval van thermische energie breken ze het warmtestroompad door stralingswarmte te absorberen. De meeste isolatoren bevatten niet-metalen zoals rubber, plastic, porselein, mica, glasvezel enz.
Belangrijkste verschillen tussen geleider en isolator
- Een geleider laat energie, bijvoorbeeld elektrische lading of warmte, snel door. Tegelijkertijd laat een isolator geen elektrische stroom of warmte door.
- Isolatoren hebben moleculaire vaste bindingen. Tegelijkertijd zijn moleculaire bindingen kwetsbaar in geleiders.
- Isolatoren hebben een zeer lage geleidbaarheid. Terwijl in dirigenten, het is erg hoog.
- Isolatoren hebben een zeer hoge weerstand, waardoor de elektronen zeer stevig bij elkaar worden gehouden. De geleiders hebben daarentegen een magere weerstand.
- Isolatoren hebben er geen elektrisch veld, noch binnen noch op het oppervlak. Terwijl het zich in geleiders bevindt, bevindt het zich aan de oppervlakte en blijft het nul in het binnenste deel van de geleider.
Laatst bijgewerkt: 11 juni 2023
Ik heb zoveel moeite gestoken in het schrijven van deze blogpost om jou van waarde te kunnen zijn. Het zal erg nuttig voor mij zijn, als je overweegt het te delen op sociale media of met je vrienden/familie. DELEN IS ️
Piyush Yadav heeft de afgelopen 25 jaar als natuurkundige in de lokale gemeenschap gewerkt. Hij is een natuurkundige die gepassioneerd is om wetenschap toegankelijker te maken voor onze lezers. Hij heeft een BSc in natuurwetenschappen en een postdoctoraal diploma in milieuwetenschappen. Je kunt meer over hem lezen op zijn bio pagina.
Hoewel de technische inhoud behoorlijk gedetailleerd is, wordt deze gepresenteerd op een manier die verteerbaar en boeiend is.
Ik waardeer het dat het artikel erin slaagt informatief te zijn, maar toch niet overdreven droog of ontoegankelijk qua wetenschappelijke inhoud.
Akkoord, dit artikel biedt een goede balans tussen technische diepgang en toegankelijkheid voor de lezer.
Ik waardeer het gebruik van voorbeelden en verwijzingen naar materialen bij het uitleggen van zowel geleiders als isolatoren.
De analyse van wat een materiaal tot een goede geleider maakt, wordt in dit artikel zeer effectief verwoord.
De wetenschappelijke complexiteit van elektronenbewegingen in geleiders en isolatoren wordt uitgelegd op een manier die gemakkelijk te begrijpen is.
Absoluut, de diepere inzichten in waarom bepaalde materialen geleiders zijn en andere isolatoren zijn fascinerend.
De praktische toepassingen van geleiders en isolatoren worden in dit artikel goed gecontextualiseerd met hun wetenschappelijke eigenschappen.
Geweldige uitleg! Ik waardeer het dat de belangrijkste punten op een beknopte manier worden uiteengezet, zodat ze gemakkelijk te begrijpen zijn.
Ja, de vergelijkingstabel is nuttig om snel de belangrijkste verschillen tussen geleiders en isolatoren te begrijpen.
Ik ben het ermee eens dat het onderscheid tussen geleiders en isolatoren heel duidelijk is in dit artikel.
Het artikel verduidelijkt effectief de belangrijkste verschillen tussen geleiders en isolatoren en dient als een geweldig educatief hulpmiddel.
Dit stuk lijkt zeker ideaal voor studenten of leerlingen die de nuances van geleidbaarheid willen begrijpen.
Wie had gedacht dat leren over geleiders en isolatoren zo leuk kon zijn? Complimenten voor de auteur voor het boeiende leesvoer!
Absoluut, de auteur is er met dit artikel in geslaagd een relatief complex onderwerp toegankelijk en plezierig te maken.
Ik vind de gedetailleerde uitleg over geleiders en isolatoren verhelderend.
Absoluut, de informatie over 'vrije elektronen' in geleiders is behoorlijk interessant en voegt verdieping toe aan het begrip.
Het artikel doet er goed aan om de verschillen en functies van geleiders en isolatoren op een duidelijke en georganiseerde manier over te brengen.
Ik ben het daar volledig mee eens. De verschillende parameters en vergelijkingen worden logisch en nuttig gepresenteerd.
Ik denk dat de voorbeelden van materialen die goede geleiders en isolatoren zijn het begrip van deze concepten verder versterken.
Absoluut, het opnemen van metalen zoals koper en zilver als geleiders is nuttig voor praktische toepassing.
De vermelding van de kostenfactor bij het gebruik van zilver als geleider laat praktische overwegingen en theoretische kennis zien.
De terminologie die wordt gebruikt bij het beschrijven van 'vrije elektronen' en 'verboden energiehiaten' is zeer technisch, maar wordt hier duidelijk uitgelegd.
Ik ben onder de indruk van de diepgaande details bij het uitleggen hoe geleiders en isolatoren op atomair niveau functioneren.
Absoluut, de discussie over de atomaire structuur en geleidbaarheid is alomvattend en toch toegankelijk voor lezers.