Razlika između provodnika i izolatora

Nije svaki atom stvoren jednak. Struktura atoma varira od atoma do atoma. Neki atomi nisu u stanju držati svoje vanjske elektrone zajedno. Oni se nazivaju slobodnim elektronima jer mogu slobodno lutati od atoma do atoma. Ti elektroni prolaze električnu energiju iz jedne čestice u drugu te prenose energiju u obliku električne energije. Provodnik je tvar koja predviđa slobodan protok električnog naboja. Suprotno tome, izolator odolijeva elektricitetu, što znači da ima upravo suprotan učinak na protok elektrona. Elektroni se čvrsto vežu unutar atoma, što ograničava slobodni protok električnog naboja. Proučimo detaljno razliku između to dvoje.

Što su dirigenti?

Provodnici su tvari koje omogućuju slobodnim elektronima da lako prolaze kroz njih i na taj način prenose energiju u obliku električne energije dok se elektroni slobodno kreću od atoma do atoma. Jednostavno rečeno, vodiči dopuštaju elektronima da slobodno lutaju od čestica do čestice u jednom ili više smjerova. Ako pošaljete električno nabijeni elektron u kondukter, on upada u slobodni elektron, na kraju ga isključujući dok ne ispuše ostale slobodne elektrone. To pokreće vrstu lančane reakcije stvarajući električni naboj kroz materijal. Ove tvari mogu lako proći kroz njih električnu energiju jer njihova atomska struktura omogućava slobodnim elektronima da se lako prelaze iz jedne čestice u drugu s lakoćom.

Većina metala poput bakra, aluminija, željeza, zlata i srebra dobri su provodnici električne energije jer se elektroni mogu slobodno kretati od jednog atoma do drugog. Primjerice, bakar je dobar provodnik jer predviđa slobodan protok elektrona. Aluminij je, s druge strane, također pravi provodnik, ali nije tako dobar kao bakar. Vrlo je lagan, pa se uglavnom koristi u distribucijskim kablovima za napajanje. Uzmimo primjer žarulje. Kad uključite svjetlo, električni naboj prolazi kroz žicu zbog čega žarulja emitira svjetlost. To je samo protok elektrona između atoma.

Metali su najčešći provodnici električne energije. Ostali vodiči uključuju poluvodiče, elektrolite, plazme, plus nemetalne vodiče poput provodnih polimera i grafita. Srebro je bolji provodnik od bakra, ali nije praktično koristiti u većini slučajeva zbog njegove veće cijene. Međutim, koristi se za specijaliziranu i osjetljivu opremu poput satelita. Čak se i voda pomiješana s nečistoćama poput soli može smatrati vodičem.

Što su izolatori?

Izolatori su, s druge strane, tvari koje imaju upravo suprotan učinak na protok elektrona. Ove tvari ometaju slobodan protok elektrona i na taj način inhibiraju protok električne struje. Izolatori sadrže atome koji čvrsto drže elektrone koji ograničavaju protok elektrona od jednog atoma do drugog. Zbog čvrsto vezanih elektrona, oni ne mogu slobodno lutati okolo. Jednostavno rečeno, tvari koje sprečavaju protok struje su izolatori. Materijali imaju tako malu vodljivost da je protok struje gotovo zanemariv, pa se obično koriste da nas zaštite od opasnih učinaka električne energije.

Neki su uobičajeni primjeri izolatora staklo, plastika, keramika, papir, guma itd. Protok struje u elektroničkim krugovima nije statičan i napon može biti prilično visok na trenutke, što ga čini malo ranjivim. Ponekad je napon dovoljno visok da struja prodire kroz materijale koji se ne smatraju dobrim provodnicima električne energije. To može izazvati strujni udar jer je ljudsko tijelo također dobar provodnik električne energije. Stoga su električne žice obložene gumom koja djeluje kao izolator što nas opet štiti od vodiča iznutra. Uzmite bilo koji kabel u vezi s tim i možete vidjeti izolator, a u slučaju da vidite vodič, vrijeme je da ga zamijenite.

Razlika između provodnika i izolatora

1. Provodnici predviđaju slobodan protok električne struje jer elektroni slobodno lutaju iz jednog atoma u drugi s lakoćom. Izolatori se s druge strane protive električnoj struji jer neće dopustiti slobodan protok elektrona iz jedne čestice u drugu.
2. Kondukteri po tom pitanju lako mogu prenijeti energiju u obliku električne energije ili topline. No, izolatori ne mogu tako lako prenijeti električnu energiju da bi se odupirali električnoj energiji.
3. Provodnici lako mogu prolaziti kroz njih struju zbog slobodnih elektrona prisutnih u njihovoj atomskoj strukturi, ali izolatori, s druge strane, ne mogu prolaziti struju kroz njih.
4. Provodnici su tvari čiji atomi nemaju čvrsto vezane elektrone tako da mogu slobodno lutati u jednom ili više smjerova. Međutim, elektroni su čvrsto vezani unutar atoma u slučaju izolatora i tako ograničavaju svako kretanje elektrona unutar nazivnog raspona primijenjenog napona.
5. Provodnici obično imaju nizak otpor, ali ne i nulta otpora, osim ako su super provodnici. Izolatori imaju visoku otpornost na električnu energiju.
6. Provodnici provode struju, dok izolatori izoliraju struju. Na primjer, metalna žica u električnom kabelu je provodnik, dok je omotač ili zaštitni poklopac izolator.
7. Dodirivanje dirigenta uživo moglo bi vas ubiti. S druge strane, ako dodirnete naponski izolator, neće vam ni malo škoditi jer odolijeva električnoj struji.

Provodnici naspram izolatora: uporedni grafikon

Sažetak o vodičima i izolatorima

I provodnici i izolatori su u pogledu svojstva i funkcionalnosti praktički suprotni. Najčešća razlika između dva je u tome što, dok provodnici dopuštaju slobodan protok elektrona od jednog atoma do drugog, izolatori ograničavaju slobodan protok elektrona. Provodnici dopuštaju da električna energija prolazi kroz njih, dok izolatori ne dopuštaju da električna energija prolazi kroz njih. Provodnici imaju visoku vodljivost dok izolatori imaju malu vodljivost.