Elektrische geleider versus isolator
Elektrische isolatie en elektrische geleiding zijn twee van de belangrijkste eigenschappen van materie. Op gebieden als elektrotechniek, elektrotechniek, elektromagnetische veldentheorie en omgevingsfysica hebben de isolatie-eigenschappen en geleidingseigenschappen van materie een grote betekenis. Aangezien onze economieën op elektriciteit draaien, is het van essentieel belang om een goed begrip van dergelijke zaken te hebben. Sommige van onze dagelijkse verschijnselen kunnen worden beschreven met behulp van de geleiding en isolatie van materie. In dit artikel gaan we bespreken wat elektrische geleiding en elektrische isolatie zijn, wat de theorieën zijn achter elektrische geleiding en elektrische isolatie, hun overeenkomsten, welke materialen de respectievelijke eigenschappen vertonen, dagelijkse verschijnselen met betrekking tot geleiding en isolatie, en ten slotte hun verschillen.
Elektrische geleiders
Elektrische geleiders worden gedefinieerd als materialen met vrije ladingen die kunnen bewegen. In deze context, aangezien elk materiaal ten minste één vrij elektron heeft vanwege thermische agitatie, is elk materiaal een geleider. Dit is in theorie waar. In de praktijk zijn geleiders echter materialen die een bepaalde hoeveelheid stroom doorlaten. Metalen hebben een metalen bindingsstructuur, wat een positief ion is dat wordt overspoeld door een zee van elektronen. Een metaal doneert al zijn buitenste schilelektronen aan de elektronenpool. Daarom hebben metalen een hoog aantal vrije elektronen, dus het zijn zeer goede geleiders. Een andere manier van geleiding is de gatenstroom. Wanneer een atoom in een roosterstructuur een elektron vrijgeeft, wordt het atoom positief. Deze lege elektronenschil staat bekend als een gat. Dit gat kan een elektron van het naburige atoom opnemen, waardoor een gat in het naburige atoom ontstaat. Wanneer deze verschuiving wordt voortgezet, wordt dit een stroming. Ionen in de ionische oplossingen fungeren ook als stroomdragers. Al onze elektrische leidingen zijn gemaakt van geleidende metalen. Metalen en zoutoplossingen zijn een goed voorbeeld voor geleiders. Als de geleiding van een geleider laag is, betekent dit dat het medium weerstand biedt aan de stroom. Dit staat bekend als de weerstand van de geleider. De weerstand van het medium zorgt voor energieverlies in de vorm van warmte. Als de geleiding van een geleider laag is, betekent dit dat het medium weerstand biedt aan de stroom. Dit staat bekend als de weerstand van de geleider. De weerstand van het medium zorgt voor energieverlies in de vorm van warmte. Als de geleiding van een geleider laag is, betekent dit dat het medium weerstand biedt aan de stroom. Dit staat bekend als de weerstand van de geleider. De weerstand van het medium zorgt voor energieverlies in de vorm van warmte.
Elektrische isolatoren
Elektrische isolatoren zijn materialen die geen gratis kosten hebben. Maar in de praktijk heeft elk materiaal wat vrije elektronen als gevolg van thermische agitatie. Een perfecte isolator laat geen stroom door, zelfs niet als het spanningsverschil over de klemmen oneindig is. Een normale isolator zou echter na een paar honderd volt stroom doorlaten. Wanneer een hoge spanning over een isolerend materiaal wordt aangelegd, polariseren de atomen in het materiaal. Als de spanning voldoende is, worden elektronen gescheiden van atomen om vrije elektronen te creëren. Dit staat bekend als de doorslagspanning voor dit materiaal. Na de storing zal er door de hoge spanning een stroom vloeien. Gedestilleerd water, mica en de meeste kunststoffen zijn voorbeelden van isolatoren.
Wat is het verschil tussen elektrische geleiders en isolatoren?
• Elektrische geleiders hebben geen of zeer lage weerstand, terwijl elektrische isolatoren een zeer hoge of oneindige weerstand hebben.
• Geleiders hebben gratis ladingen, terwijl isolatoren geen gratis ladingen hebben.
• Geleiders laten stroom door, isolatoren niet.
Gerelateerde onderwerpen:
Verschil tussen thermische isolator en geleider
