Elektrisk leder vs isolator
Elektrisk isolering og elektrisk ledningsevne er to af de vigtigste egenskaber ved stof. Inden for områder som elektroteknik, elektronikteknik, elektromagnetisk feltteori og miljøfysik har materialets isoleringsegenskaber og ledningsegenskaber en stor betydning. Da vores økonomier er drevet af elektricitet, er det afgørende at have en god forståelse af sådanne forhold. Nogle af vores daglige fænomener kan beskrives ved hjælp af stoffets ledningsevne og isolering. I denne artikel vil vi diskutere, hvad elektrisk ledningsevne og elektrisk isolering er, hvad er teorierne bag elektrisk ledning og elektrisk isolering, deres ligheder, hvad er materialerne, der viser respektive egenskaber, daglige fænomener, der involverer ledningsevne og isolering, og endelig deres forskelle.
Elektriske ledere
Elektriske ledere er defineret som materialer med gratis ladninger, der kan bevæge sig. I denne sammenhæng, da hvert materiale har mindst én fri elektron på grund af termisk omrøring, er hvert materiale en leder. Dette er sandt i teorien. Imidlertid er ledere i praksis materialer, der ville lade en vis mængde strøm passere gennem dem. Metaller har en metallisk bindingsstruktur, som er en positiv ion opslugt i et hav af elektroner. Et metal donerer alle dets ydre skalelektroner til elektronpuljen. Derfor har metaller en høj mængde frie elektroner, så de er meget gode ledere. En anden måde at lede på er hulstrømmen. Når et atom i en gitterstruktur frigiver en elektron, bliver atomet positivt. Denne ledige elektronskal er kendt som et hul. Dette hul kan optage en elektron fra naboatomet, hvilket forårsager et hul i naboatomet. Når dette skift fortsættes, bliver dette en strøm. Ioner i de ioniske opløsninger fungerer også som strømbærere. Alle vores elledninger består af ledende metaller. Metaller og s altopløsninger er gode eksempler på ledere. Hvis konduktansen af en leder er lav, betyder det, at mediet modstår strømmen. Dette er kendt som lederens modstand. Mediets modstand forårsager et energitab i form af varme.
Elektriske isolatorer
Elektriske isolatorer er materialer, der ikke har nogen gratis omkostninger. Men i praksis har hvert materiale nogle frie elektroner på grund af termisk omrøring. En perfekt isolator ville ikke lade en strøm passere, selvom spændingsforskellen over terminalerne er uendelig. En normal isolator ville dog lade strøm passere efter et par hundrede volt. Når en højspænding påføres over et isolerende materiale, ville atomerne inde i materialet polarisere. Hvis spændingen er tilstrækkelig, vil elektroner blive adskilt fra atomer for at skabe frie elektroner. Dette er kendt som nedbrydningsspændingen for dette materiale. Efter sammenbruddet vil der være strøm på grund af højspændingen. Destilleret vand, glimmer og det meste af plastikken er eksempler på isolatorer.
|
Hvad er forskellen mellem elektriske ledere og isolatorer? • Elektriske ledere har nul eller meget lille modstand, mens elektriske isolatorer har meget høj eller uendelig modstand. • Ledere har gratis afgifter, mens isolatorer ikke har gratis afgifter. • Ledere slipper strøm igennem, mens isolatorer ikke gør det. |
Relaterede emner:
Forskellen mellem termisk isolator og leder
