10 exempel på elektriska ledare och isolatorer

Vet du hur elektriska ledare och isolatorer fungerar? Om du inte gör det, låt oss granska vad ledare och isolatorer är.

Ledare kontra isolatorer

Enkelt uttryckt är elektriska ledare material som leder elektricitet, medan isolatorerna inte gör det. Hur fungerar det? Huruvida ett ämne leder elektricitet beror på hur lätt elektroner kan röra sig genom det. Till exempel rör sig protoner inte, även om de bär en elektrisk laddning, är de bundna till andra protoner och neutroner i atomkärnor. Valenselektroner är som yttre planeter som kretsar runt en stjärna. De lockas tillräckligt för att hålla sig på plats, men det tar inte alltid mycket energi att slå dem ur sitt läge. Metaller förlorar lätt och får elektroner, så de toppar listan över ledare.

Organiska molekyler är mestadels isolatorer, delvis för att de hålls samman av kovalenta bindningar (delad elektron) och också för att vätebindning hjälper till att stabilisera många molekyler. De flesta material är varken goda ledare eller goda isolatorer. De leder inte lätt, men om tillräckligt med energi tillförs kommer elektronerna att röra sig.

Vissa material i ren form är isolatorer men kommer att leda om de är dopade med små mängder av ett annat element eller om de innehåller föroreningar. Till exempel är de flesta keramik utmärkta isolatorer, men om du tappar dem kan du skapa en superledare. Rent vatten är en isolator, medan smutsigt vatten leder svagt och saltvatten - med sina fritt flytande joner - leder väl.

10 elektriska ledare

De bäst elektrisk ledare, under förhållanden med normal temperatur och tryck, är metallelementet silver. Det är emellertid inte alltid ett idealiskt val som material på grund av dess kostnad och för att det plågas. Oxidskiktet som kallas tjocka är inte ledande. På samma sätt minskar rost, verdigris och andra oxidlager konduktiviteten. Följande är exempel på effektiva elektriska ledare:

1. Silver
2. Guld
3. Koppar
4. Aluminium
5. Mercury
6. Stål
7. Järn
8. havsvatten
9. Betong
10. Mercury

Fler ledare:

• Platina
• Mässing
• Brons
• Grafit
• Smutsigt vatten
• Citron juice

10 elektriska isolatorer

1. Sudd
2. Glas
3. Rent vatten
4. Olja
5. Luft
6. Diamant
7. Torrt trä
8. Torr bomull
9. Plast
10. Asfalt

Fler isolatorer:

• Glasfiber
• Torra papper
• Porslin
• Keramik
• Kvarts

Andra faktorer som påverkar konduktivitet

Det är värt att notera materialets form och storlek påverka dess konduktivitet. Till exempel kommer ett tjockt materialstycke att leda bättre än ett tunt stycke av samma storlek och längd. Om du tar två delar av ett material med samma tjocklek, men en är kortare än den andra, kommer den kortare att leda bättre. Detta beror på att den kortare biten har mindre motstånd, på mycket samma sätt som det är lättare att tvinga vatten genom ett kort rör än ett långt.

Temperaturen påverkar också konduktiviteten. När temperaturen ökar får atomer och deras elektroner energi. Vissa isolatorer (t.ex. glas) är dåliga ledare när de är svala, men ändå bra ledare när de är varma. De flesta metaller är bättre ledare när svala och mindre effektiva ledare när de är varma. Vissa bra ledare blir superledare vid extremt låga temperaturer.

Även om elektroner strömmar genom ett ledande material skadar de inte atomerna eller orsakar slitage, liksom till exempel friktion av vatten i en kanjon. Flyttande elektroner upplever dock motstånd eller orsakar friktion. Flödet av elektrisk ström kan leda till uppvärmning av ett ledande material.