Навколо нас є різні види елементів. Ці елементи організовані в різні категорії на основі їх фізичних особливостей, таких як форма, розмір, колір, текстура, полярність, пластичність, розчинність тощо.
Однією з таких важливих категорій, на основі якої класифікуються елементи, є провідність. Це здатність компонента дозволяти іонам або електронам вільно рухатися. За провідністю елементи поділяють на провідники та ізолятори.
Ключові винесення
- Провідники — це матеріали, які пропускають електричний заряд, що робить їх важливими компонентами електричних кіл і передачі енергії.
- Ізолятори — це матеріали, які протистоять потоку електричного заряду, забезпечуючи захист від електричних струмів і допомагаючи запобігти коротким замиканням і небезпеці електричного струму.
- Вибір між провідниками та ізоляторами залежить від конкретного застосування, причому провідники полегшують потік електрики, а ізолятори — запобігають цьому.
Провідник проти ізолятора
Провідник — це матеріал або предмет, через який вільно проходять електрони, що робить його корисним для перенесення електричного струму. Ізолятор — це матеріал або об’єкт, який протистоїть потоку електронів, таким чином перешкоджаючи проходженню через нього електричного струму.
Провідник описується як матеріал, який дозволяє електронам вільно і легко перетікати від одного елемента до іншого в одному або кількох напрямках.
Такий вільний потік електронів дозволяє теплу або енергії електричного заряду швидко проходити через матеріал.
З іншого боку, ізолятор - це матеріал, який не пропускає електрони вільно.
Навпаки, він міцно утримує електрони всередині атомів матеріалу. Отже, це перешкоджає вільному потоку енергії від тепла або електричного струму, що проходить через матеріал.
Таблиця порівняння
| Параметр порівняння | Диригент | Ізолятор |
|---|---|---|
| Визначення | Це відноситься до елементів, через які пропускається електричний струм або тепло. | Це відноситься до елементів, через які не пропускається електричний струм або тепло. |
| Електрони | У ньому вільно текучі електрони. | Він має тісно пов’язані електрони. |
| Електричне поле | Знаходиться на поверхні матеріалу. | Його немає в матеріалі. |
| Провідність | Високий | низький |
| Використовуваний для | Виготовлення електропроводів, вимикачів та розеток. | Виготовлення зовнішнього покриття проводів, вимикачів і розеток. |
Що таке Conductor?
v Вони мають високу провідність і погану стійкість до електричного або термальна енергія потік.
Це відбувається через наявність «вільних електронів» в атомній структурі провідника.
«Вільні електрони» стосуються тих електронів, які можуть легко обмінюватися з електронами інших атомів. Тобто їхній зв’язок з атомом, частиною якого вони є, недостатньо міцний.
Цей недолік міцності дозволяє вільно перетікати енергію від одного атома до іншого.
Ступінь, до якої матеріал або речовина пропускає через себе заряди або тепло, залежить від кількості «вільних електронів» на крайніх орбітах його атомів.
Речовину або матеріал можна вважати хорошим провідником, якщо він має більше «вільних електронів» у зовнішніх або периферійних оболонках своїх атомів.
Крім того, між провідність і валентної зони (відомої як заборонена енергетична щілина), щоб електрони могли швидко переходити до інших атомів.
Об’єкт, виготовлений з матеріалу, який має властивості провідності, отримуватиме заряди, передані на нього від іншого об’єкта, і дозволить цим зарядам розподілятися по всій його поверхні.
якщо сили відштовхування між надлишковими електронами не зменшаться до максимально можливого ступеня.
Обмін зарядами між двома об’єктами стає легким, якщо обидва містять провідні матеріали.
Цікаво, що більшість провідників складаються з таких металів, як ртуть, мідь, алюміній, срібло тощо.
Серед них срібло вважається найкращим провідником, але не використовується для виготовлення електричних проводів, оскільки його вартість дуже висока.
Що таке ізолятор?
Він описується як речовина або матеріал, який затримує або блокує потік електричного струму чи тепла. Ізолятори мають низьку провідність і високий опір потоку теплової або електричної енергії.
Це відбувається тому, що атоми, присутні в ізоляторах, мають потужний ковалентний зв’язок між собою. Отже, немає вільного руху або обміну електронів.
Крім того, ізолятори мають величезний простір, відомий як заборонений проміжок між зоною провідності та валентною зоною, який вимагає багато енергії від валентних електронів, щоб пройти через цей проміжок і досягти зони провідності.
Коли певна кількість заряду або тепла передається об’єкту, виготовленому з ізоляційного матеріалу, він залишається у вихідному положенні та не розсіюється по зовнішньому шару речі.
Отже, цей предмет потрібно натерти відповідним матеріалом, щоб він зарядився. Ще один спосіб, за допомогою якого можна зарядити такий об’єкт, – це індукція.
В електричному ланцюзі ізолятори в основному використовуються для того, щоб тримати провідники окремо один від одного та інших об’єктів навколо курсу.
Ізолятори гарантують, що струм, що протікає через дроти, залишається всередині дроту і не віддаляється на будь-який інший об’єкт, виготовлений із провідного матеріалу.
У випадку теплової енергії вони розривають шлях теплового потоку, поглинаючи променисте тепло. Більшість ізоляторів містять неметали, такі як гума, пластик, порцеляна, слюда, скловолокно тощо.
Основні відмінності між провідником і ізолятором
- Провідник забезпечує швидку передачу енергії, наприклад електричного заряду або тепла. У той же час ізолятор не пропускає через себе електричний струм або тепло.
- Ізолятори мають молекулярні тверді зв’язки. У той же час молекулярні зв'язки в провідниках крихкі.
- Ізолятори мають дуже низьку провідність. У той час як у провідників він дуже високий.
- Ізолятори мають дуже високий опір, тому електрони утримуються разом дуже міцно. Провідники, навпаки, мають мізерний опір.
- Ізоляторів немає електричне поле, ні всередині, ні на поверхні. У провідниках він знаходиться на поверхні і продовжує дорівнювати нулю у внутрішній частині провідника.
Останнє оновлення: 11 червня 2023 р
Я доклав стільки зусиль для написання цього допису в блозі, щоб надати вам користь. Це буде дуже корисно для мене, якщо ви захочете поділитися цим у соціальних мережах або зі своїми друзями/родиною. ДІЛИТИСЯ ЦЕ ♥️
Піюш Ядав провів останні 25 років, працюючи фізиком у місцевій громаді. Він фізик, який прагне зробити науку доступнішою для наших читачів. Він має ступінь бакалавра природничих наук і диплом аспіранта з екології. Ви можете прочитати більше про нього на його біо сторінка.
Незважаючи на те, що технічний вміст є досить детальним, він представлений у доступній та привабливій формі.
Я ціную статтю за те, що вона була інформативною, але не надто сухою чи недоступною за своїм науковим змістом.
Погодьтеся, ця стаття забезпечує чудовий баланс між технічною глибиною та доступністю для читача.
Я ціную використання прикладів і посилань на матеріали для пояснення як провідників, так і ізоляторів.
Розбивка того, що робить матеріал хорошим провідником, дуже ефективно сформульована в цій статті.
Наукові складнощі руху електронів у провідниках та ізоляторах викладені у спосіб, який легко зрозуміти.
Безумовно, глибше розуміння того, чому одні матеріали є провідниками, а інші – ізоляторами, захоплює.
Практичне застосування провідників та ізоляторів добре поєднується з їхніми науковими властивостями в цій статті.
Чудове пояснення! Мені подобається те, що ключові висновки викладені стислим способом для легкого розуміння.
Так, порівняльна таблиця допоможе швидко зрозуміти основні відмінності між провідниками та ізоляторами.
Я згоден, що в цій статті відмінність між провідниками та ізоляторами дуже чітка.
Стаття ефективно роз’яснює ключові відмінності між провідниками та ізоляторами, слугуючи чудовим освітнім ресурсом.
Безумовно, цей твір здається ідеальним для студентів або учнів, які хочуть зрозуміти нюанси провідності.
Хто знав, що вивчення провідників та ізоляторів може бути таким приємним? Дякую автору за цікаве читання!
Безсумнівно, у цій статті автору вдалося зробити відносно складну тему доступною та приємною.
Я вважаю докладні пояснення про провідники та ізолятори повчальними.
Безумовно, надана інформація про «вільні електрони» в провідниках є досить цікавою та додає глибини розумінню.
У статті добре описано відмінності та функції провідників та ізоляторів у чіткій та організованій формі.
Я не можу погодитись. Різні параметри та порівняння представлені логічно та корисно.
Я думаю, що приклади матеріалів, які є хорошими провідниками та ізоляторами, ще більше зміцнюють розуміння цих концепцій.
Безумовно, включення таких металів, як мідь і срібло, як провідників корисно для практичного застосування.
Згадка про фактор вартості використання срібла як провідника демонструє практичні міркування разом із теоретичними знаннями.
Термінологія, яка використовується для опису «вільних електронів» і «заборонених енергетичних проміжків», є дуже технічною, але пояснена тут чітко.
Я вражений глибиною деталей у поясненні того, як провідники та ізолятори функціонують на атомному рівні.
Безумовно, дискусія про атомну структуру та провідність є вичерпною, але доступною для читачів.