Rozdíl mezi vodiči a izolátory

Ne každý atom je vytvořen rovnocenný. Atomová struktura se liší od atomu k atomu. Některé atomy nejsou schopny držet své vnější elektrony pohromadě. Nazývají se volnými elektrony, protože se mohou volně pohybovat od atomu k atomu. Tyto elektrony předávají elektrickou energii z jedné částice do druhé, čímž přenášejí energii ve formě elektřiny. Dirigent je látka, která předpokládá volný tok elektrického náboje. Naopak izolátor odolává elektřině, což znamená, že má přesně opačný účinek na tok elektronů. Elektrony se pevně váží uvnitř atomů, čímž omezují volný tok elektrického náboje. Pojďme studovat rozdíl mezi těmito dvěma podrobně.

Co jsou dirigenti?

Vodiče jsou látky, které jim umožňují volně proudit volné elektrony, čímž přenášejí energii ve formě elektřiny, když se elektrony volně pohybují z atomu na atom. Jednoduše řečeno, vodiče umožňují elektronům volně se pohybovat z částic na částice v jednom nebo více směrech. Pokud odešlete elektricky nabitý elektron do dirigenta, udeří do volného elektronu a nakonec ho srazí, dokud nevybije jiné volné elektrony. To spouští jakousi řetězovou reakci, která materiálem vytváří elektrický náboj. Tyto látky mohou snadno procházet elektřinou, protože jejich atomová struktura umožňuje volným elektronům volně se volně pohybovat z jedné částice do druhé.

Většina kovů, jako je měď, hliník, železo, zlato a stříbro, je dobrým vodičem elektřiny, protože elektrony se mohou volně pohybovat z jednoho atomu na druhý. Například měď je dobrý dirigent, protože poměrně snadno očekává volný tok elektronů. Hliník je naproti tomu také spravedlivý dirigent, ale není tak dobrý jako měď. Je velmi lehký, takže se většinou používá v kabelech pro distribuci energie. Vezměme si příklad žárovky. Když zapnete světlo, elektrický náboj prochází drátem, který způsobí, že žárovka vyzařuje světlo. Není to nic jiného než tok elektronů mezi atomy.

Kovy jsou nejčastějšími vodiči elektřiny. Mezi další vodiče patří polovodiče, elektrolyty, plazmy a nekovové vodiče, jako jsou vodivé polymery a grafit. Stříbro je lepší dirigent než měď, ale ve většině případů není praktické jej používat kvůli vyšším nákladům. Používá se však pro specializovaná a citlivá zařízení, jako jsou satelity. Dokonce i voda smíchaná s nečistotami, jako je sůl, lze považovat za dirigent.

Co jsou izolátory?

Na druhé straně izolátory jsou látky, které mají přesně opačný účinek na tok elektronů. Tyto látky brání volnému toku elektronů, čímž inhibují tok elektrického proudu. Izolátory obsahují atomy, které pevně drží své elektrony, což omezuje tok elektronů z jednoho atomu na druhý. Kvůli pevně vázaným elektronům se nemohou volně pohybovat kolem. Zjednodušeně řečeno, látky, které brání toku proudu, jsou izolátory. Materiály mají tak nízkou vodivost, že tok proudu je téměř zanedbatelný, proto se běžně používají k ochraně před nebezpečnými účinky elektřiny.

Některé běžné příklady izolátorů jsou sklo, plast, keramika, papír, guma atd. Tok proudu v elektronických obvodech není statický a napětí může být občas poměrně vysoké, což z něj činí trochu zranitelné. Někdy je napětí dost vysoké na to, aby elektrický proud protékal materiály, které nejsou považovány za dobré vodiče elektřiny. To může způsobit úraz elektrickým proudem, protože lidské tělo je také dobrým vodičem elektřiny. Proto jsou elektrické dráty potaženy pryží, která působí jako izolátor, který nás zase chrání před vodičem uvnitř. Vezměte na to jakýkoli kabel a uvidíte izolátor a v případě, že vidíte dirigent, je čas jej vyměnit.

Rozdíl mezi vodiči a izolátory

1. Vodiče předpokládají volný tok elektrického proudu, protože elektrony se volně pohybují z jednoho atomu na druhý s lehkostí. Izolátory naproti tomu odporují elektrickému proudu, protože neumožňují volný tok elektronů z jedné částice do druhé.
2. Vodiče mohou snadno přenášet energii ve formě elektřiny nebo tepla. Izolátory však nemohou přenášet elektrickou energii tak snadno, aby odolávaly elektřině.
3. Vodiče mohou snadno procházet elektřinou skrz ně, protože volné elektrony přítomné v jejich atomové struktuře, ale izolátory, na druhé straně, nemohou procházet elektřinou skrz ně.
4. Vodiče jsou látky, jejichž atomy nemají pevně vázané elektrony, takže se mohou volně pohybovat v jednom nebo mnoha směrech. V případě izolátorů jsou však elektrony pevně vázány v atomech, čímž omezují jakýkoli pohyb elektronů v nominálním rozsahu aplikovaného napětí.
5. Vodiče mají obvykle nízký odpor, ale ne nulový odpor, pokud nejsou supervodiče. Izolátory mají vysokou odolnost vůči elektřině.
6. Vodiče vedou elektřinu, zatímco izolátory izolují elektřinu. Například, kovový drát v elektrickém kabelu je vodič, zatímco plášť nebo ochranný kryt je izolátor.
7. Dotknutí se živého dirigenta by vás mohlo zabít. Na druhou stranu, pokud se dotknete živého izolátoru, nebude to ani trochu bolet, protože odolává elektrickému proudu.

Vodiče vs. izolátory: srovnávací tabulka

Shrnutí o dirigentech vs. izolátory

Jak vodiče, tak izolátory jsou prakticky co do vlastností a funkčnosti opačné. Nejběžnější rozdíl mezi těmito dvěma je, že zatímco vodiče umožňují volný tok elektronů z jednoho atomu na druhý, izolátory omezují volný tok elektronů. Vodiče umožňují průchod elektrické energie, zatímco izolátory neumožňují průchod elektrické energie. Vodiče mají vysokou vodivost, zatímco izolátory mají nízkou vodivost.