Verschil tussen geleiders en isolatoren

Niet elk atoom is gelijk gemaakt. De atomaire structuur varieert van atoom tot atoom. Sommige atomen zijn niet in staat om hun buitenste elektronen bij elkaar te houden. Ze worden vrije elektronen genoemd omdat ze vrijelijk van atoom naar atoom kunnen zwerven. Deze elektronen passeren elektrische energie van het ene deeltje naar het andere waardoor energie wordt overgedragen in de vorm van elektriciteit. Een geleider is een stof die anticipeert op de vrije stroom van elektrische lading. Integendeel, een isolator is bestand tegen elektriciteit, wat betekent dat het precies het tegenovergestelde effect heeft op de stroom van elektronen. De elektronen binden stevig samen in atomen, waardoor de vrije stroom van elektrische lading wordt beperkt. Laten we het verschil tussen de twee in detail bestuderen.

Wat zijn geleiders?

Geleiders zijn stoffen die het mogelijk maken dat vrije elektronen er gemakkelijk doorheen kunnen stromen, waardoor energie wordt overgedragen in de vorm van elektriciteit, aangezien elektronen vrij van atoom naar atoom kunnen bewegen. Eenvoudig gezegd laten geleiders elektronen toe om in een of meer richtingen vrijelijk van deeltje naar deeltje te zwerven. Als je een elektrisch geladen elektron in een geleider stuurt, raakt het een vrij elektron en uiteindelijk stoot het af totdat het andere vrije elektronen afketst. Dit veroorzaakt een soort kettingreactie die elektrische lading door het materiaal veroorzaakt. Deze stoffen kunnen gemakkelijk elektriciteit doorlaten, omdat hun atomaire structuur de vrije elektronen in staat stelt vrijelijk van het ene deeltje naar het andere te bewegen.

De meeste metalen zoals koper, aluminium, ijzer, goud en zilver zijn goede geleiders van elektriciteit, omdat de elektronen vrij zijn om van het ene atoom naar het andere te bewegen. Koper is bijvoorbeeld een goede geleider omdat het vrij snel de vrije stroom van elektronen voorspelt. Aluminium is daarentegen ook een eerlijke geleider, maar het is niet zo goed als koper. Het is zeer lichtgewicht, dus meestal gebruikt in stroomdistributiekabels. Laten we een voorbeeld nemen van een lamp. Wanneer u het licht inschakelt, passeert de elektrische lading de draad waardoor de lamp licht uitstraalt. Het is niets dan stroom van elektronen tussen atomen.

Metalen zijn de meest voorkomende geleiders van elektriciteit. Andere geleiders omvatten halfgeleiders, elektrolyten, plasma's, plus niet-metalen geleiders zoals geleidende polymeren en grafiet. Zilver is een betere geleider dan koper, maar is in de meeste gevallen niet praktisch in gebruik vanwege de hogere kosten. Het wordt echter wel gebruikt voor gespecialiseerde en gevoelige apparatuur zoals satellieten. Zelfs water vermengd met onzuiverheden zoals zout kan worden beschouwd als een geleider.

Wat zijn isolatoren?

Isolatoren zijn daarentegen stoffen die precies het tegenovergestelde effect hebben op de stroom van elektronen. Deze stoffen verhinderen de vrije stroom van elektronen, waardoor de stroom van elektrische stroom wordt belemmerd. Isolatoren bevatten atomen die hun elektronen stevig vasthouden en die de stroom van elektronen van het ene atoom naar het andere beperken. Vanwege de strak gebonden elektronen kunnen ze niet vrij rondlopen. Eenvoudig gezegd zijn stoffen die stroming verhinderen isolatoren. De materialen hebben een zodanig lage geleidbaarheid dat de stroomsterkte bijna te verwaarlozen is. Daarom worden ze gewoonlijk gebruikt om ons te beschermen tegen gevaarlijke effecten van elektriciteit.

Enkele veel voorkomende voorbeelden van isolatoren zijn glas, plastic, keramiek, papier, rubber, etc. De stroomstroming in elektronische circuits is niet statisch en de spanning kan soms behoorlijk hoog zijn, waardoor het een beetje kwetsbaar is. Soms is de spanning hoog genoeg om ervoor te zorgen dat elektrische stroom door materialen stroomt die zelfs niet worden beschouwd als goede geleiders van elektriciteit. Dit kan een elektrische schok veroorzaken omdat het menselijk lichaam ook een goede geleider van elektriciteit is. Daarom zijn elektrische draden gecoat met rubber die als een isolator fungeert die ons op zijn beurt beschermt tegen de binnenkant van de geleider. Neem wat voor kabel dan ook en je kunt de isolator zien en in het geval dat je de conducteur ziet, is het tijd om hem te vervangen.

Verschil tussen geleiders en isolatoren

1. Geleiders anticiperen op vrije stroom van elektrische stroom omdat elektronen gemakkelijk van het ene atoom naar het andere kunnen rondzwerven. Isolatoren daarentegen zijn tegen elektrische stroom omdat ze geen vrije stroom van elektronen van het ene deeltje naar het andere toestaan.
2. Geleiders kunnen energie eenvoudig overdragen in de vorm van elektriciteit of warmte. Isolatoren kunnen elektrische energie echter niet zo gemakkelijk overbrengen, zodat ze elektriciteit weerstaan.
3. Geleiders kunnen gemakkelijk elektriciteit doorlaten vanwege de vrije elektronen die aanwezig zijn in hun atomaire structuur, maar isolatoren kunnen er geen elektriciteit doorheen voeren.
4. Geleiders zijn stoffen waarvan de atomen geen strak gebonden elektronen hebben, dus ze zijn vrij om rond te zwerven in een of vele richtingen. Elektronen zijn echter stevig gebonden in atomen in het geval van isolatoren, waardoor elke beweging van elektronen binnen het nominale bereik van aangelegde spanning wordt beperkt.
5. Geleiders hebben meestal een lage weerstand, maar geen weerstand, tenzij ze supergeleiders zijn. Isolatoren hebben een hoge weerstand tegen elektriciteit.
6. Geleiders geleiden elektriciteit, terwijl isolatoren elektriciteit isoleren. De metalen draad in een elektrisch snoer is bijvoorbeeld een geleider, terwijl de huls of de beschermhoes de isolator is.
7. Het aanraken van een live-dirigent kan je doden. Aan de andere kant, als u een actieve isolator aanraakt, zal het zelfs geen pijn doen omdat het bestand is tegen elektrische stroom.

Geleiders versus isolatoren: vergelijkingsschema

Samenvatting op geleiders versus isolatoren

Beide geleiders en isolatoren zijn praktisch tegengesteld in termen van eigendom en functionaliteit. Het meest voorkomende verschil tussen de twee is dat terwijl geleiders vrije stroom van elektronen van het ene atoom naar het andere toestaan, isolatoren de vrije stroom van elektronen beperken. Geleiders laten elektrische energie er doorheen gaan, terwijl isolatoren geen elektrische energie doorlaten. Geleiders hebben een hoge geleidbaarheid, terwijl isolatoren een lage geleidbaarheid hebben.