10 Beispiele für elektrische Leiter und Isolatoren

Wissen Sie, wie elektrische Leiter und Isolatoren funktionieren? Wenn Sie dies nicht tun, sehen wir uns an, was Leiter und Isolatoren sind.

Leiter gegen Isolatoren

Einfach ausgedrückt, sind elektrische Leiter Materialien, die Elektrizität leiten, während Isolatoren dies nicht tun. Wie funktioniert das? Ob ein Stoff Strom leitet, hängt davon ab, wie leicht sich Elektronen durch ihn bewegen können. Zum Beispiel bewegen sich Protonen nicht, weil sie, obwohl sie eine elektrische Ladung tragen würden, an andere Protonen und Neutronen in Atomkernen gebunden sind. Valenzelektronen sind wie äußere Planeten, die einen Stern umkreisen. Sie sind angezogen genug, um in Position zu bleiben, aber es braucht nicht immer viel Energie, um sie aus dem Gleichgewicht zu bringen. Metalle verlieren und gewinnen leicht Elektronen, so dass sie die Liste der Leiter anführen.

Organische Moleküle sind größtenteils Isolatoren, teilweise weil sie durch kovalente (geteilte Elektronen) Bindungen zusammengehalten werden und auch weil Wasserstoffbindungen zur Stabilisierung vieler Moleküle beitragen. Die meisten Materialien sind weder gute Leiter noch gute Isolatoren. Sie leiten nicht leicht, aber wenn genügend Energie zugeführt wird, bewegen sich die Elektronen.

Einige Materialien in reiner Form sind Isolatoren, leiten jedoch, wenn sie mit geringen Mengen eines anderen Elements dotiert sind oder wenn sie Verunreinigungen enthalten. Zum Beispiel sind die meisten Keramiken hervorragende Isolatoren, aber wenn Sie sie dotieren, können Sie einen Supraleiter erzeugen. Reines Wasser ist ein Isolator, während schmutziges Wasser schwach und Salzwasser mit seinen frei schwebenden Ionen gut leitet.

10 Elektrische Leiter

Das Beste Der elektrische Leiter ist unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen das metallische Element Silber. Als Material ist es jedoch nicht immer eine ideale Wahl, da es teuer ist und anläuft. Die als Anlaufen bekannte Oxidschicht ist nicht leitend. Ebenso verringern Rost, Grünspan und andere Oxidschichten die Leitfähigkeit. Im Folgenden sind Beispiele für wirksame elektrische Leiter aufgeführt:

1. Silber
2. Gold
3. Kupfer
4. Aluminium
5. Merkur
6. Stahl
7. Eisen
8. Meerwasser
9. Beton
10. Merkur

Weitere Dirigenten:

• Platin
• Messing
• Bronze
• Graphit
• Schmutziges Wasser
• Zitronensaft

10 Elektrische Isolatoren

1. Gummi
2. Glas
3. Reines Wasser
4. Öl
5. Luft
6. Diamant
7. Trockenes Holz
8. Trockene Baumwolle
9. Plastik
10. Asphalt

Weitere Isolatoren:

• Fiberglas
• Trockenes Papier
• Porzellan
• Keramik
• Quarz

Andere Faktoren, die die Leitfähigkeit beeinflussen

Es ist erwähnenswert, dass Form und Größe eines Materials die Leitfähigkeit beeinflussen. Beispielsweise leitet ein dickes Stück Materie besser als ein dünnes Stück gleicher Größe und Länge. Wenn Sie zwei Stücke eines Materials mit der gleichen Dicke nehmen, aber eines kürzer als das andere ist, führt das kürzere Material besser. Dies liegt daran, dass das kürzere Teil weniger Widerstand hat, ähnlich wie es einfacher ist, Wasser durch ein kurzes Rohr zu drücken als durch ein langes.

Die Temperatur beeinflusst auch die Leitfähigkeit. Mit steigender Temperatur gewinnen Atome und ihre Elektronen Energie. Einige Isolatoren (z. B. Glas) sind im kühlen Zustand schlechte Leiter und im heißen Zustand gute Leiter. Die meisten Metalle sind im kühlen Zustand bessere Leiter und im heißen weniger effiziente Leiter. Einige gute Leiter werden bei extrem niedrigen Temperaturen zu Supraleitern.

Obwohl Elektronen durch ein leitfähiges Material fließen, beschädigen sie weder die Atome noch verursachen sie Verschleiß, wie dies beispielsweise bei der Reibung von Wasser in einer Schlucht der Fall wäre. Sich bewegende Elektronen erfahren jedoch Widerstand oder verursachen Reibung. Der Stromfluss kann zur Erwärmung eines leitfähigen Materials führen.