Rozdiel medzi vodičmi a izolátormi

Nie každý atóm je stvorený rovnako. Atómová štruktúra sa mení od atómu k atómu. Niektoré atómy nie sú schopné udržať svoje vonkajšie elektróny pohromade. Hovorí sa im voľný elektrón, pretože sa môžu voľne pohybovať od atómu k atómu. Tieto elektróny prechádzajú elektrickou energiou z jednej častice na druhú, čím prenášajú energiu vo forme elektriny. Vodič je látka, ktorá predpokladá voľný tok elektrického náboja. Naopak, izolátor odoláva elektrine, čo znamená, že má presne opačný účinok na tok elektrónov. Elektróny sa navzájom pevne viažu v atómoch, čím obmedzujú voľný tok elektrického náboja. Pozrime sa podrobne na rozdiel medzi nimi.

Čo sú vodiče?

Vodiče sú látky, ktoré umožňujú ľahkým tokom voľných elektrónov, čím prenášajú energiu vo forme elektriny pri voľnom pohybe elektrónov z atómu na atóm. Jednoducho povedané, vodiče umožňujú elektrónom voľne sa pohybovať z častíc na častice v jednom alebo viacerých smeroch. Ak pošlete elektricky nabitý elektrón do vodiča, zasiahne voľný elektrón a nakoniec ho vyradí, kým nezlomí iné voľné elektróny. Toto spúšťa druh reťazovej reakcie, ktorá vytvára elektrický náboj cez materiál. Tieto látky môžu ľahko prechádzať cez ne elektrinu, pretože ich atómová štruktúra umožňuje voľným elektrónom ľahký pohyb z jednej častice na druhú.

Väčšina kovov, ako je meď, hliník, železo, zlato a striebro, sú dobrými vodičmi elektriny, pretože elektróny sa môžu voľne pohybovať z jedného atómu na druhý. Napríklad meď je dobrý vodič, pretože pomerne ľahko predpokladá voľný tok elektrónov. Hliník na druhej strane je tiež spravodlivým vodičom, ale nie je taký dobrý ako meď. Je veľmi ľahký, takže sa väčšinou používa v kábloch na rozvod energie. Zoberme si príklad žiarovky. Keď zapnete svetlo, elektrický náboj prechádza drôtom, ktorý spôsobuje, že žiarovka vyžaruje svetlo. Nie je to nič iné ako tok elektrónov medzi atómami.

Kovy sú najbežnejšími vodičmi elektriny. Medzi ďalšie vodiče patria polovodiče, elektrolyty, plazmy a nekovové vodiče, ako sú vodivé polyméry a grafit. Striebro je lepším vodičom ako meď, ale vo väčšine prípadov nie je praktické ho používať z dôvodu vyšších nákladov. Používa sa však pre špecializované a citlivé zariadenia, ako sú satelity. Dokonca aj voda zmiešaná s nečistotami, ako je soľ, sa môže považovať za vodič.

Čo sú izolátory?

Izolátory sú na druhej strane látky, ktoré majú presne opačný účinok na tok elektrónov. Tieto látky bránia voľnému toku elektrónov, čím inhibujú tok elektrického prúdu. Izolátory obsahujú atómy, ktoré pevne držia elektróny, ktoré obmedzujú tok elektrónov z jedného atómu na druhý. Kvôli pevne viazaným elektrónom nie sú schopné voľne sa pohybovať. Jednoducho povedané, látky, ktoré bránia toku prúdu, sú izolátory. Materiály majú tak nízku vodivosť, že prúd je takmer zanedbateľný, preto sa bežne používajú na ochranu pred nebezpečnými účinkami elektriny..

Niektoré bežné príklady izolátorov sú sklo, plast, keramika, papier, guma atď. Prúd prúdu v elektronických obvodoch nie je statický a napätie môže byť niekedy dosť vysoké, čo ho robí trochu zraniteľným. Niekedy je napätie dosť vysoké na to, aby elektrický prúd pretekal materiálmi, ktoré sa dokonca nepovažujú za dobrých vodičov elektriny. Môže to spôsobiť úraz elektrickým prúdom, pretože ľudské telo je tiež dobrým vodičom elektriny. Preto sú elektrické drôty potiahnuté gumou, ktorá pôsobí ako izolátor, ktorý nás zase chráni pred vodičom vo vnútri. Vezmite si na to akýkoľvek kábel a uvidíte izolátor av prípade, že uvidíte vodiča, je čas ho vymeniť.

Rozdiel medzi vodičmi a izolátormi

1. Vodiče predpokladajú voľný tok elektrického prúdu, pretože elektróny sa voľne pohybujú z jedného atómu na druhý s ľahkosťou. Na druhej strane izolátory sú proti prúdu, pretože neumožňujú voľný tok elektrónov z jednej častice na druhú.
2. Vodiče môžu ľahko prenášať energiu vo forme elektriny alebo tepla. Izolátory však nemôžu prenášať elektrickú energiu tak ľahko, aby odolali elektrine.
3. Vodiče môžu ľahko prechádzať cez ne elektrinu z dôvodu voľných elektrónov prítomných v ich atómovej štruktúre, ale izolátory na druhej strane nemôžu cez ne prechádzať elektrinou..
4. Vodiče sú látky, ktorých atómy nemajú pevne viazané elektróny, takže sa môžu voľne pohybovať v jednom alebo viacerých smeroch. Elektróny sú však pevne viazané v atómoch v prípade izolátorov, čím obmedzujú akýkoľvek pohyb elektrónov v nominálnom rozsahu aplikovaného napätia..
5. Vodiče majú obvykle nízky odpor, ale nie nulový odpor, pokiaľ nie sú supravodiče. Izolátory majú vysokú odolnosť proti elektrine.
6. Vodiče vedú elektrinu, zatiaľ čo izolátory izolujú elektrinu. Napríklad, kovový drôt v elektrickom kábli je vodič, zatiaľ čo plášť alebo ochranný kryt je izolátor.
7. Dotknutie sa živého dirigenta by vás mohlo zabiť. Na druhú stranu, ak sa dotknete živého izolátora, nebude to ani trochu bolieť, pretože odoláva elektrickému prúdu.

Vodiče verzus izolátory: porovnávacia tabuľka

Zhrnutie o izolátoroch verzus izolátory

Vodiče aj izolátory sú z hľadiska vlastníctva a funkčnosti prakticky opačné. Najbežnejším rozdielom medzi týmito dvoma je, že zatiaľ čo vodiče umožňujú voľný tok elektrónov z jedného atómu na druhý, izolátory obmedzujú voľný tok elektrónov. Vodiče umožňujú, aby nimi prechádzala elektrická energia, zatiaľ čo izolátory nedovoľujú, aby nimi prechádzala elektrická energia. Vodiče majú vysokú vodivosť, zatiaľ čo izolátory majú nízku vodivosť.