10 voorbeelden van elektrische geleiders en isolatoren
Share
Weet jij hoe elektrische geleiders en isolatoren werken? Laten we eens kijken wat geleiders en isolatoren zijn als u dat niet doet.
Geleiders versus isolatoren
Simpel gezegd, elektrische geleiders zijn materialen die elektriciteit geleiden, terwijl isolatoren dat niet doen. Hoe werkt dat? Of een stof elektriciteit geleidt, hangt af van hoe gemakkelijk elektronen er doorheen kunnen bewegen. Protonen bewegen bijvoorbeeld niet omdat ze, hoewel ze een elektrische lading zouden dragen, gebonden zijn aan andere protonen en neutronen in atoomkernen. Valence-elektronen zijn als buitenplaneten die rond een ster cirkelen. Ze worden voldoende aangetrokken om in positie te blijven, maar het kost niet altijd veel energie om ze uit hun plaats te slaan. Metalen verliezen gemakkelijk en krijgen elektronen, zodat ze bovenaan de lijst van geleiders staan.
Organische moleculen zijn meestal isolatoren, deels omdat ze bij elkaar worden gehouden door covalente (gedeelde elektronen) bindingen en ook omdat waterstofbinding helpt om veel moleculen te stabiliseren. De meeste materialen zijn geen goede geleiders noch goede isolatoren. Ze geleiden niet gemakkelijk, maar als voldoende energie wordt geleverd, zullen de elektronen bewegen.
Sommige materialen in zuivere vorm zijn isolerend maar zullen geleiden als ze zijn gedoteerd met kleine hoeveelheden van een ander element of als ze onzuiverheden bevatten. De meeste keramiek zijn bijvoorbeeld uitstekende isolatoren, maar als je ze verdooft, kun je een supergeleider maken. Zuiver water is een isolator, terwijl vuil water zwak geleidt en zout water - met zijn vrij zwevende ionen - geleidt goed.
10 Elektrische geleiders
De het beste elektrische geleider, onder omstandigheden van gewone temperatuur en druk, is het metaalelement zilver. Het is niet altijd een ideale keuze als materiaal vanwege de kosten en omdat het bezoedelt. De oxidelaag bekend als aanslag is niet geleidend. Evenzo verminderen roest, verdigris en andere oxidelagen de geleidbaarheid. Hierna volgen voorbeelden van effectieve elektrische geleiders:
- Zilver
- Goud
- Koper
- Aluminium
- Kwik
- Staal
- Ijzer
- zeewater
- Beton
- Kwik
Meer geleiders:
- Platina
- Messing
- Bronzen
- Grafiet
- Vuil water
- Citroensap
10 Elektrische isolatoren
- Rubber
- Glas
- Puur water
- Olie
- Lucht
- Diamant
- Droog hout
- Droge katoen
- Plastic
- Asfalt
Meer isolatoren:
- Glasvezel
- Droog papier
- Porselein
- keramiek
- Kwarts
Andere factoren die de geleidbaarheid beïnvloeden
Het is vermeldenswaard dat de vorm en grootte van een materiaal de geleidbaarheid beïnvloeden. Een dik stuk materie zal bijvoorbeeld beter geleiden dan een dun stuk van dezelfde grootte en lengte. Als u twee stukken materiaal van dezelfde dikte neemt, maar de ene is korter dan de andere, zal de kortere beter geleiden. Dit komt omdat het kortere stuk minder weerstand heeft, op vrijwel dezelfde manier dat het gemakkelijker is om water door een korte pijp te dwingen dan een lange.
Temperatuur beïnvloedt ook de geleidbaarheid. Naarmate de temperatuur stijgt, krijgen atomen en hun elektronen energie. Sommige isolatoren (bijvoorbeeld glas) zijn slechte geleiders als ze koel zijn, maar goede geleiders als ze warm zijn. De meeste metalen zijn betere geleiders als ze koel zijn en minder efficiënte geleiders als ze warm zijn. Sommige goede geleiders worden supergeleiders bij extreem lage temperaturen.
Hoewel elektronen door een geleidend materiaal stromen, beschadigen ze de atomen niet en veroorzaken ze geen slijtage, zoals bijvoorbeeld de wrijving van water in een kloof. Bewegende elektronen ondervinden echter weerstand of veroorzaken wrijving. De stroom van elektrische stroom kan leiden tot het verwarmen van een geleidend materiaal.
