В нашем окружении есть различные типы элементов. Эти элементы организованы в различные категории в зависимости от их физических характеристик, таких как форма, размер, цвет, текстура, полярность, пластичность, растворимость и т. д.
Одной из таких важных категорий, на основе которых классифицируются элементы, является проводимость. Это способность компонента позволять ионам или электронам свободно перемещаться. В зависимости от проводимости элементы делятся на проводники и изоляторы.
Основные выводы
- Проводники — это материалы, пропускающие электрический заряд, что делает их важными компонентами электрических цепей и передачи энергии.
- Изоляторы — это материалы, которые сопротивляются потоку электрического заряда, обеспечивая защиту от электрических токов и помогая предотвратить короткие замыкания и опасность поражения электрическим током.
- Выбор между проводниками и изоляторами зависит от конкретного применения: проводники облегчают поток электричества, а изоляторы препятствуют ему.
Проводник против изолятора
Проводник — это материал или объект, который позволяет электронам свободно проходить через него, что делает его пригодным для передачи электрического тока. Изолятор — это материал или объект, который сопротивляется потоку электронов и, следовательно, препятствует прохождению через него электрического тока.
Проводник описывается как материал, который позволяет электронам свободно и легко течь от одного элемента к другому в одном или нескольких направлениях.
Такой свободный поток электронов позволяет теплу или энергии электрического заряда быстро проходить через материал.
С другой стороны, изолятор — это материал, который не позволяет электронам свободно течь.
Напротив, он плотно удерживает электроны внутри атомов материала. Следовательно, он препятствует свободному потоку энергии от тепла или электрического тока, проходящего через материал.
Сравнительная таблица
Параметр сравнения | Дирижер | изоляционный материал |
---|---|---|
Определение | Это относится к элементам, которые позволяют электрическому току или теплу проходить через них. | Это относится к элементам, которые не позволяют электрическому току или теплу проходить через них. |
Электроны | Он имеет свободно текущие электроны. | Он имеет плотно связанные электроны. |
Электрическое поле | Он находится на поверхности материала. | В материале его нет. |
Проводимость | High | Низкий |
Используется для | Изготовление электрических проводов, выключателей и розеток. | Изготовление внешней оболочки проводов, выключателей и розеток. |
Что такое Проводник?
v Имеют высокую проводимость и плохое сопротивление электрическому или термальная энергия потока.
Это происходит из-за наличия «свободных электронов» в атомной структуре проводника.
«Свободные электроны» относятся к тем электронам, которые могут легко обмениваться с электронами других атомов. То есть их связь с атомом, частью которого они являются, непрочна.
Этот недостаток прочности позволяет свободному потоку энергии от одного атома к другому.
Степень, в которой материал или вещество позволяет зарядам или теплу проходить через него, зависит от количества «свободных электронов» на самых внешних орбитах его атомов.
Вещество или материал можно считать хорошим проводником, если у него больше «свободных электронов» в самых внешних или периферийных оболочках его атомов.
Также не должно быть места между проводимость зона и валентная зона (известная как запрещенная энергетическая щель), так что электроны могут быстро перемещаться к другим атомам.
Объект, сделанный из материала, обладающего проводящими свойствами, будет получать заряды, переданные ему от другого объекта, и позволит этим зарядам распределиться по всей его поверхности.
если силы отталкивания между избыточными электронами не уменьшатся в максимально возможной степени.
Обмен зарядами между двумя объектами становится легким, если оба содержат проводящие материалы.
Интересно, что большинство проводников состоит из таких металлов, как ртуть, медь, алюминий, серебро и так далее.
Среди них серебро считается лучшим проводником, но не используется для изготовления электрических проводов, потому что его стоимость очень высока.
Что такое изолятор?
Он описывается как вещество или материал, который замедляет или блокирует поток электрического тока или тепла. Изоляторы имеют низкую проводимость и высокое сопротивление потоку тепловой или электрической энергии.
Это происходит потому, что атомы, присутствующие в изоляторах, имеют мощную ковалентную связь между собой. Следовательно, нет свободного движения или обмена электронами.
Кроме того, изоляторы имеют обширное пространство, известное как запрещенная щель между зоной проводимости и валентной зоной, которая требует много энергии от валентных электронов, чтобы пройти через эту щель и достичь зоны проводимости.
Когда некоторое количество заряда или тепла передается объекту, состоящему из изолирующего материала, он остается в исходном положении и не рассеивается по внешнему слою объекта.
Следовательно, нужно натереть этот объект подходящим материалом, чтобы он зарядился. Другой метод, который можно использовать для зарядки такого объекта, — индукционный.
В электрической цепи изоляторы в основном используются для разделения проводников друг от друга и других объектов на пути.
Изоляторы гарантируют, что ток, протекающий по проводам, остается внутри провода и не уходит на какой-либо другой объект, состоящий из проводящего материала.
В случае с тепловой энергией они прерывают путь теплового потока, поглощая лучистое тепло. Большинство изоляторов содержат неметаллы, такие как резина, пластик, фарфор, слюда, стекловолокно и т. д.
Основные различия между проводником и изолятором
- Проводник позволяет энергии, например электрическому заряду или теплу, быстро проходить. В то же время изолятор не пропускает через себя электрический ток или тепло.
- Изоляторы имеют молекулярные твердые связи. В то же время молекулярные связи в проводниках непрочны.
- Изоляторы имеют очень низкую проводимость. В то время как у проводников она очень высока.
- Изоляторы имеют очень высокое сопротивление, поэтому электроны удерживаются вместе очень прочно. Проводники, с другой стороны, имеют мизерное сопротивление.
- Изоляторы не имеют электрическое полени внутри, ни на поверхности. В то время как в проводниках он находится на поверхности и продолжает быть равным нулю во внутренней части проводника.
Последнее обновление: 11 июня 2023 г.
Пиюш Ядав последние 25 лет работал физиком в местном сообществе. Он физик, увлеченный тем, чтобы сделать науку более доступной для наших читателей. Он имеет степень бакалавра естественных наук и диплом о высшем образовании в области наук об окружающей среде. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.
Хотя техническое содержание довольно подробное, оно представлено в удобоваримой и увлекательной форме.
Я ценю, что статья оказалась информативной, но не слишком сухой или недоступной по научному содержанию.
Согласен, эта статья обеспечивает отличный баланс между технической глубиной и доступностью для читателя.
Я ценю использование примеров и ссылок на материалы при объяснении как проводников, так и изоляторов.
В этой статье очень эффективно изложено объяснение того, что делает материал хорошим проводником.
Научные сложности движения электронов в проводниках и изоляторах изложены в доступной для понимания форме.
Безусловно, более глубокое понимание того, почему одни материалы являются проводниками, а другие — изоляторами, очень увлекательно.
Практическое применение проводников и изоляторов хорошо отражено в этой статье с их научными свойствами.
Отличное объяснение! Мне нравится, что основные выводы изложены в краткой форме для облегчения понимания.
Да, сравнительная таблица помогает быстро понять основные различия между проводниками и изоляторами.
Согласен, в этой статье очень четко выражена разница между проводниками и изоляторами.
Статья эффективно разъясняет ключевые различия между проводниками и изоляторами и служит отличным образовательным ресурсом.
Конечно, это произведение кажется идеальным для студентов или учащихся, желающих понять нюансы проводимости.
Кто знал, что изучение проводников и изоляторов может быть таким приятным? Спасибо автору за увлекательное чтение!
Безусловно, автору удалось с помощью этой статьи сделать относительно сложную тему доступной и интересной.
Я считаю, что подробные объяснения о проводниках и изоляторах поучительны.
Безусловно, информация о «свободных электронах» в проводниках весьма интересна и добавляет глубины пониманию.
В статье хорошо и ясно описаны различия и функции проводников и изоляторов.
Я не мог не согласиться. Различные параметры и сравнения представлены логично и полезно.
Я думаю, что примеры материалов, которые являются хорошими проводниками и изоляторами, еще больше укрепляют понимание этих концепций.
Безусловно, включение таких металлов, как медь и серебро, в качестве проводников полезно для практического применения.
Упоминание фактора стоимости использования серебра в качестве проводника демонстрирует практические соображения наряду с теоретическими знаниями.
Терминология, используемая при описании «свободных электронов» и «запрещенных энергетических щелей», очень техническая, но здесь ясно объяснена.
Меня впечатляет глубина детализации объяснения того, как проводники и изоляторы функционируют на атомном уровне.
Определенно, обсуждение атомной структуры и проводимости является всеобъемлющим, но доступным для читателей.