Chất dẫn điện so với Chất cách điện: Sự khác biệt và So sánh

Có nhiều loại yếu tố khác nhau trong môi trường xung quanh chúng ta. Các yếu tố này được tổ chức thành các loại khác nhau dựa trên các đặc điểm vật lý của chúng như hình dạng, kích thước, màu sắc, kết cấu, tính phân cực, tính dẻo, độ hòa tan, v.v.

Một loại quan trọng như vậy dựa trên các yếu tố được phân loại là độ dẫn điện. Đó là khả năng của một thành phần cho phép các ion hoặc electron di chuyển tự do. Dựa trên độ dẫn điện của chúng, các yếu tố được phân loại thành chất dẫn điện và chất cách điện.

Các nội dung chính

1. Dây dẫn là vật liệu cho phép dòng điện tích chạy qua, làm cho chúng trở thành thành phần thiết yếu trong mạch điện và truyền tải điện năng.
2. Chất cách điện là vật liệu chống lại dòng điện tích, giúp bảo vệ khỏi dòng điện và giúp ngăn ngừa đoản mạch và các mối nguy hiểm về điện.
3. Sự lựa chọn giữa chất dẫn điện và chất cách điện phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể, với chất dẫn điện tạo điều kiện cho dòng điện chạy qua và chất cách điện ngăn cản dòng điện.

Dây dẫn vs Chất cách điện

Chất dẫn điện là một vật liệu hoặc một vật thể cho phép các electron tự do chạy qua nó, giúp nó có ích cho việc mang dòng điện. Chất cách điện là một vật liệu hoặc một vật thể chống lại dòng điện tử, do đó ngăn dòng điện đi qua nó.

Dây dẫn được mô tả là vật liệu cho phép các electron di chuyển tự do và dễ dàng từ điểm này sang điểm cụ thể khác theo một hoặc nhiều hướng.

Dòng điện tử tự do như vậy cho phép năng lượng nhiệt hoặc điện tích truyền qua vật liệu một cách nhanh chóng.

Mặt khác, Chất cách điện là vật liệu không cho phép các electron tự do di chuyển.

Ngược lại, nó giữ chặt các electron bên trong các nguyên tử của vật liệu. Do đó, nó cản trở dòng năng lượng tự do từ nhiệt hoặc dòng điện đi qua vật liệu.

---

 

Bảng so sánh

Tham số so sánh	Conductor	insulator
Định nghĩa	Nó đề cập đến các yếu tố cho phép dòng điện hoặc nhiệt đi qua chúng.	Nó đề cập đến các yếu tố không cho phép dòng điện hoặc nhiệt đi qua chúng.
Điện tử	Nó có các electron tự do.	Nó có các electron liên kết chặt chẽ.
Điện trường	Nó được tìm thấy trên bề mặt của vật liệu.	Nó không tồn tại trong vật chất.
Độ dẫn	Cao	Thấp
Được dùng cho	Làm dây điện, công tắc, ổ cắm.	Làm vỏ bọc bên ngoài dây điện, công tắc, ổ cắm.

---

 

Dây dẫn là gì?

v Chúng có độ dẫn điện cao và khả năng chống điện hoặc năng lượng nhiệt lưu lượng.

Điều này xảy ra do sự hiện diện của 'electron tự do' trong cấu trúc nguyên tử của chất dẫn điện.

'Các electron tự do' đề cập đến những electron có thể dễ dàng trao đổi với các electron của các nguyên tử khác. Nghĩa là, liên kết của chúng với nguyên tử mà chúng là một phần thiếu sức mạnh.

Sự thiếu sức mạnh này cho phép dòng năng lượng tự do di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.

Mức độ mà vật liệu hoặc chất cho phép điện tích hoặc nhiệt truyền qua nó phụ thuộc vào số lượng 'electron tự do' trong quỹ đạo ngoài cùng của nguyên tử.

Một chất hoặc vật liệu có thể được coi là chất dẫn điện tốt nếu nó có nhiều 'electron tự do' hơn ở lớp vỏ ngoài cùng hoặc ngoại vi của nguyên tử.

Ngoài ra, không nên có khoảng trống giữa dẫn vùng cấm và vùng hóa trị (được gọi là khoảng cấm năng lượng) để các electron có thể nhanh chóng di chuyển đến các nguyên tử khác.

Một vật được làm bằng vật liệu có đặc tính dẫn điện sẽ nhận các điện tích truyền cho nó từ một vật khác và cho phép các điện tích đó phân bố trên khắp bề mặt của nó

trừ khi lực đẩy giữa các electron dư thừa giảm đến mức tối đa có thể.

Sự trao đổi điện tích giữa hai vật trở nên dễ dàng nếu cả hai vật đều chứa vật liệu dẫn điện.

Điều thú vị là hầu hết các chất dẫn điện được tạo thành từ các kim loại như thủy ngân, đồng, nhôm, bạc, v.v.

Trong số này, bạc được coi là chất dẫn điện tốt nhất nhưng không được dùng để làm dây dẫn điện vì giá thành rất cao.

 

Insulator là gì?

Nó được mô tả là một chất hoặc vật liệu làm chậm hoặc chặn dòng điện hoặc nhiệt. Chất cách điện có độ dẫn điện thấp và khả năng chống lại dòng năng lượng nhiệt hoặc điện cao.

Điều này xảy ra bởi vì các nguyên tử có trong chất cách điện có liên kết cộng hóa trị mạnh giữa chúng. Do đó, không có chuyển động tự do hoặc trao đổi điện tử.

Ngoài ra, chất cách điện có một không gian rộng lớn được gọi là khoảng cách cấm giữa vùng dẫn và vùng hóa trị, đòi hỏi rất nhiều năng lượng từ các electron hóa trị để đi qua khoảng trống này và đến vùng dẫn.

Khi một lượng điện tích hoặc nhiệt được truyền cho một vật làm bằng vật liệu cách điện, nó vẫn ở vị trí ban đầu và không bị phân tán ra lớp ngoài của vật.

Do đó, người ta cần cọ xát vật đó bằng một vật liệu thích hợp để nó được tích điện. Một phương pháp khác có thể được sử dụng để tích điện cho một vật thể như vậy là cảm ứng.

Trong một mạch điện, chất cách điện chủ yếu được sử dụng để giữ cho các dây dẫn cách xa nhau và các vật thể khác xung quanh đường đi.

Chất cách điện đảm bảo rằng dòng điện chạy qua dây vẫn nằm trong dây và không di chuyển sang bất kỳ vật nào khác được tạo thành từ vật liệu dẫn điện.

Trong trường hợp năng lượng nhiệt, chúng phá vỡ đường truyền nhiệt bằng cách hấp thụ nhiệt bức xạ. Hầu hết các chất cách điện bao gồm phi kim loại như cao su, nhựa, sứ, mica, sợi thủy tinh, v.v.

---

Sự khác biệt chính giữa dây dẫn và chất cách điện

1. Một chất dẫn điện cho phép năng lượng, ví dụ như điện tích hoặc nhiệt, đi qua một cách nhanh chóng. Đồng thời, một chất cách điện không cho dòng điện hoặc nhiệt truyền qua nó.
2. Chất cách điện có liên kết rắn phân tử. Đồng thời, liên kết phân tử dễ vỡ trong chất dẫn điện.
3. Chất cách điện có độ dẫn điện rất thấp. Trong khi ở dây dẫn, nó rất cao.
4. Chất cách điện có điện trở rất cao, vì vậy các electron được giữ với nhau rất chắc chắn. Mặt khác, các dây dẫn có điện trở nhỏ.
5. Chất cách điện không có bất kỳ điện trường, không bên trong cũng không trên bề mặt. Trong khi ở dây dẫn, nó được tìm thấy trên bề mặt và tiếp tục bằng không ở phần bên trong của dây dẫn.

---

dự án

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