Juhtide ja isolaatorite erinevus

Mitte iga aatom pole loodud võrdseks. Aatomi struktuur erineb aatomite vahel. Mõned aatomid ei suuda oma väliseid elektrone koos hoida. Neid nimetatakse vabadeks elektronideks, kuna nad saavad vabalt ringi liikuda aatomist aatomini. Need elektronid edastavad elektrienergiat ühest osakestest teise, kandes sellega energiat elektrienergia kujul. Juht on aine, mis eeldab elektrilaengu vaba voogu. Vastupidi, isolaator peab vastu elektrile, mis tähendab, et sellel on elektronide voolule täpselt vastupidine mõju. Elektronid seovad aatomite piires tihedalt kokku, piirates sellega elektrilaengu vaba voogu. Uurime üksikasjalikult nende kahe erinevust.

Mis on dirigendid?

Juhid on ained, mis võimaldavad vabadel elektronidel nendest hõlpsalt voolata, kandes sellega energiat elektrienergia kujul edasi, kuna elektronid liiguvad vabalt aatomist aatomisse. Lihtsamalt öeldes võimaldavad juhid elektronidel hõljuda osakestest osakestesse ühes või mitmes suunas. Kui saadate juhisse elektrilaenguga elektroni, tabab see vaba elektroni, koputades selle lõpuks ära, kuni see koputab teised vabad elektronid. See käivitab omamoodi ahelreaktsiooni, luues materjali kaudu elektrilaengu. Need ained suudavad neid hõlpsalt elektrit läbida, kuna nende aatomistruktuur võimaldab vabadel elektronidel hõlpsalt liikuda osakestest teise.

Enamik metalle, nagu vask, alumiinium, raud, kuld ja hõbe, on head elektrijuhid, kuna elektronid saavad vabalt liikuda ühest aatomist teise. Näiteks vask on hea dirigent, kuna see eeldab elektronide vaba voogu üsna hõlpsalt. Teisest küljest on alumiinium ka aus juht, kuid see pole nii hea kui vask. See on väga kerge, seetõttu kasutatakse seda enamasti jaotuskaablites. Võtame näite pirnist. Valguse sisselülitamisel läbib elektrilaeng juhtme, mille tõttu pirn kiirgab valgust. See pole midagi muud kui elektronide voog aatomite vahel.

Metallid on kõige tavalisemad elektrijuhid. Muud juhid hõlmavad pooljuhte, elektrolüüte, plasmasid, lisaks mittemetallilisi juhte, nagu juhtiv polümeer ja grafiit. Hõbe on parem juht kui vask, kuid selle kõrgemate kulude tõttu pole seda enamikul juhtudel otstarbekas kasutada. Kuid seda kasutatakse spetsiaalsete ja tundlike seadmete, näiteks satelliitide jaoks. Juhiks võib pidada isegi vett, mis on segatud lisanditega, näiteks soolaga.

Mis on isolaatorid??

Isolaatorid on seevastu ained, millel on elektronide voolule täpselt vastupidine mõju. Need ained takistavad elektronide vaba voogu, takistades seeläbi elektrivoolu voogu. Isolaatorid sisaldavad aatomit, mis hoiab tihedalt kinni oma elektronidest, mis piirab elektronide voolu ühest aatomist teise. Tihedalt seotud elektronide tõttu ei ole neil võimalik vabalt ringi liikuda. Lihtsamalt öeldes on ained, mis takistavad voolu voolu, isolaatoritena. Materjalidel on nii madal juhtivus, et vooluhulk on peaaegu tühine, seetõttu kasutatakse neid tavaliselt elektrienergia ohtlike mõjude eest kaitsmiseks.

Mõned levinumad isolaatorite näited on klaas, plastik, keraamika, paber, kumm jne. Voolu vool elektroonilistes vooluahelates ei ole staatiline ja pinge võib kohati olla üsna kõrge, mis muudab selle pisut haavatavaks. Mõnikord on pinge piisavalt kõrge, et põhjustada elektrivoolu voolamist läbi materjalide, mida ei peeta isegi headeks elektrijuhtideks. See võib põhjustada elektrilöögi, kuna inimese keha on ka hea elektrienergia juht. Seetõttu on elektrijuhtmed kaetud kummiga, mis toimib isolaatorina, mis omakorda kaitseb meid sees oleva juhi eest. Võtke selle jaoks mõni juhe ja näete isolaatorit ning kui näete dirigenti, on aeg see välja vahetada.

Juhtide ja isolaatorite erinevus

1. Juhid näevad ette elektrivoolu vaba liikumist, kuna elektronid hõljuvad vabalt ühest aatomist teise. Isolaatorid seevastu on elektrivoolu vastu, kuna need ei võimalda elektronide vaba liikumist osakestest teise.
2. Juhid saavad selle jaoks hõlpsalt energiat elektri või soojuse kujul üle kanda. Kuid isolaatorid ei saa elektrienergiat nii hõlpsalt üle kanda, nii et nad peavad elektrit vastu.
3. Juhid saavad nende aatomistruktuuris olevate vabade elektronide tõttu hõlpsalt elektrit läbi viia, kuid isolaatorid seevastu ei saa nende kaudu elektrit juhtida.
4. Dirigendid on ained, mille aatomitel pole tihedalt seotud elektrone, seega võivad nad vabalt ringi liikuda ühes või mitmes suunas. Isolaatorite korral on elektronid aatomite piires tihedalt seotud, piirates sellega elektronide liikumist rakendatud pinge nimipiirkonnas.
5. Juhtidel on tavaliselt madal takistus, kuid mitte nulltakistus, välja arvatud juhul, kui need on superjuhid. Isolaatoritel on kõrge vastupidavus elektrile.
6. Juhid juhivad elektrit, samas kui isolaatorid elektrit isoleerivad. Näiteks on elektrijuhtmes olev metalltraat juhtiv juht, samas kui kest või kaitsekate on isolaator.
7. Otse dirigendi puudutamine võib sind tappa. Teisest küljest, kui te puudutate pingestatud isolaatorit, ei tee see isegi natuke haiget, kuna see peab vastu elektrivoolule.

Juhid vs isolaatorid: võrdlusdiagramm

Kokkuvõte dirigentide ja isolaatorite kohta

Nii juhid kui ka isolaatorid on omaduste ja funktsionaalsuse osas praktiliselt vastandlikud. Kõige tavalisem erinevus nende kahe vahel on see, et kuigi juhid võimaldavad elektronide vaba liikumist ühest aatomist teise, piiravad isolaatorid elektronide vaba liikumist. Juhid võimaldavad elektrienergiat nendest läbi viia, samas kui isolaatorid ei lase elektrienergiat nendest läbi viia. Juhtidel on kõrge juhtivus, samas kui isolaatoritel on madal juhtivus.