Razlika med prevodniki in izolatorji

Ni vsak atom ustvarjen enako. Struktura atoma se razlikuje od atoma do atoma. Nekateri atomi niso sposobni zdržati svojih zunanjih elektronov. Imenujejo jih prosti elektroni, ker lahko prosto gibljejo od atoma do atoma. Ti elektroni prenašajo električno energijo iz enega delca v drugega in s tem prenašajo energijo v obliki električne energije. Vodnik je snov, ki predvideva prost pretok električnega naboja. Nasprotno, izolator se upira elektriki, kar pomeni, da ima ravno nasproten učinek na pretok elektronov. Elektroni se tesno vežejo znotraj atomov in s tem omejijo prost pretok električnega naboja. Podrobneje preučimo razliko med obema.

Kaj so dirigenti?

Dirigenti so snovi, ki omogočajo, da prosti elektroni tečejo skozi njih in s tem prenašajo energijo v obliki električne energije, ko se elektroni prosto gibljejo od atoma do atoma. Preprosto povedano, prevodniki omogočajo, da se elektroni prosto gibljejo od delca do delca v eni ali več smereh. Če pošljete električno nabito elektrona v prevodnik, ta zadene prosti elektron in ga sčasoma potrga, dokler ne odtrga drugih prostih elektronov. To sproži neke vrste verižno reakcijo, ki ustvarja električni naboj skozi material. Te snovi zlahka prenašajo elektriko skozi njih, saj njihova atomska struktura omogoča, da se prosti elektroni lahko prosto premikajo od enega delca do drugega.

Večina kovin, kot so baker, aluminij, železo, zlato in srebro, so dobri prevodniki električne energije, saj se elektroni lahko premikajo od enega atoma do drugega. Na primer, baker je dober prevodnik, saj predvideva prosti pretok elektronov. Aluminij je na drugi strani tudi pravi dirigent, vendar ni tako dober kot baker. Je zelo lahka, zato se večinoma uporablja v razdelilnih kablih. Vzemimo primer žarnice. Ko vklopite luč, električni naboj prehaja skozi žico, zaradi česar žarnica oddaja svetlobo. To ni nič drugega kot pretok elektronov med atomi.

Kovine so najpogostejši prevodniki električne energije. Drugi prevodniki vključujejo polprevodnike, elektrolite, plazme ter nekovinske prevodnike, kot so prevodni polimeri in grafit. Srebro je boljši prevodnik od bakra, vendar ga zaradi večjih stroškov v večini primerov ni praktično uporabiti. Vendar se uporablja za specializirano in občutljivo opremo, kot so sateliti. Celo vodo, pomešano z nečistočami, kot je sol, lahko štejemo za prevodnik.

Kaj so izolatorji?

Po drugi strani so izolatorji snovi, ki ravno obratno vplivajo na pretok elektronov. Te snovi ovirajo prosti pretok elektronov in s tem zavirajo pretok električnega toka. Izolatorji vsebujejo atome, ki tesno držijo svoje elektrone, ki omejujejo pretok elektronov iz enega atoma v drugega. Zaradi tesno vezanih elektronov se ne morejo prosto gibati naokoli. Preprosto povedano, snovi, ki preprečujejo pretok toka, so izolatorji. Materiali imajo tako nizko prevodnost, da je pretok toka skoraj zanemarljiv, zato se običajno uporabljajo za zaščito pred nevarnimi vplivi električne energije.

Nekateri pogosti primeri izolatorjev so steklo, plastika, keramika, papir, guma itd. Pretok toka v elektronskih vezjih ni statičen in napetost je lahko na trenutke precej visoka, zaradi česar je malo ranljiv. Včasih je napetost dovolj visoka, da povzroči pretok električnega toka skozi materiale, ki niti ne veljajo za dobre prevodnike električne energije. To lahko povzroči električni šok, saj je človeško telo tudi dober prevodnik električne energije. Zato so električne žice prevlečene z gumo, ki deluje kot izolator, kar nas ščiti pred prevodnikom v notranjosti. Vzemite katero koli vrvico za to in lahko vidite izolator, in če vidite prevodnik, je čas, da ga zamenjate.

Razlika med prevodniki in izolatorji

1. Dirigenti predvidevajo prost pretok električnega toka, ker elektroni brez težav potujejo od enega atoma do drugega. Po drugi strani izolatorji nasprotujejo električnemu toku, ker ne dovoljujejo prostega pretoka elektronov iz enega delca v drugega.
2. Dirigenti lahko enostavno prenesejo energijo v obliki električne energije ali toplote. Vendar izolatorji ne morejo prenašati električne energije tako enostavno, da bi se uprli električni energiji.
3. Dirigenti zlahka prenašajo elektriko skozi njih zaradi prostih elektronov, ki so prisotni v njihovi atomski strukturi, vendar izolatorji na drugi strani ne morejo prenašati električne energije skozi njih.
4. Dirigenti so snovi, katerih atomi nimajo tesno vezanih elektronov, zato se lahko prosto gibljejo v eni ali več smereh. Vendar pa so elektroni tesno vezani znotraj atomov v primeru izolatorjev, s čimer omejujejo vsako gibanje elektronov v nazivnem območju uporabljene napetosti.
5. Provodniki imajo običajno nizko upornost, ne pa tudi ničelne upornosti, razen če so super prevodniki. Izolatorji imajo visoko odpornost na električno energijo.
6. Dirigenti vodijo elektriko, medtem ko izolatorji izolirajo elektriko. Na primer, kovinska žica v električnem kablu je prevodnik, medtem ko je plašč ali zaščitni pokrov izolator.
7. Dotikanje dirigenta v živo vas lahko ubije. Po drugi strani pa se, če se dotaknete živega izolatorja, niti malo ne bo bolelo, ker se upira električnemu toku.

Provodniki proti izolatorjem: primerjalna tabela

Povzetek o prevodniki in izolatorji

Tako vodniki kot izolatorji so glede lastnosti in funkcionalnosti praktično nasprotni. Najpogostejša razlika med obema je, da medtem ko prevodniki omogočajo prost pretok elektronov od enega atoma do drugega, izolatorji omejujejo prosti pretok elektronov. Vodniki omogočajo, da skozi njih prehaja električna energija, izolatorji pa ne dovoljujejo, da bi električna energija prešla skozi njih. Provodniki imajo visoko prevodnost, izolatorji pa nizko prevodnost.