Ero johtimien ja eristimien välillä

Jokainen atomi ei ole luotu tasavertaiseksi. Atomirakenne vaihtelee atomista toiseen. Jotkut atomit eivät kykene pitämään ulkoelektronejaan yhdessä. Niitä kutsutaan vapaiksi elektroneiksi, koska ne voivat vaeltaa vapaasti atomista atomiin. Nämä elektronit siirtävät sähköenergiaa hiukkasista toisiin siirtäen siten energiaa sähkön muodossa. Johdin on aine, joka ennakoi sähkövarauksen vapaan virtauksen. Päinvastoin, eriste kestää sähköä, mikä tarkoittaa, että sillä on täsmälleen päinvastainen vaikutus elektronien virtaukseen. Elektronit sitoutuvat tiukasti toisiinsa atomien sisällä, rajoittaen siten sähkövarauksen vapaata virtausta. Tutkitaan yksityiskohtaisesti näiden kahden eroa.

Mitä ovat johtimet?

Johtimet ovat aineita, jotka sallivat vapaiden elektronien virtata helposti niiden läpi, jolloin energia siirtyy sähkön muodossa, kun elektronit liikkuvat vapaasti atomista atomiin. Yksinkertaisesti sanottuna, johtimet sallivat elektronien vaeltaa vapaasti hiukkasista hiukkasiin yhdessä tai useammassa suunnassa. Jos lähetät sähköisesti varautuneen elektronin johtimeen, se osuu vapaaseen elektroniin, lopulta koputtaen sen pois, kunnes se koputtaa muut vapaat elektronit. Tämä laukaisee eräänlaisen ketjureaktion, joka luo sähkövarauksen materiaalin läpi. Nämä aineet voivat helposti kuljettaa sähköä niiden läpi, koska niiden atomien rakenne sallii vapaiden elektronien liikkua vapaasti hiukkasista toisiinsa helposti.

Suurin osa metalleista, kuten kupari, alumiini, rauta, kulta ja hopea, ovat hyviä sähkönjohtajia, koska elektronit voivat liikkua vapaasti atomista toiseen. Esimerkiksi kupari on hyvä johdin, koska se ennakoi elektronien vapaan virtauksen melko helposti. Toisaalta alumiini on myös hyvä johdin, mutta se ei ole yhtä hyvä kuin kupari. Se on erittäin kevyt, joten sitä käytetään enimmäkseen sähkönjakelukaapeleissa. Otetaan esimerkki polttimosta. Kun kytket valon päälle, sähkövaraus kulkee johtimen läpi, joka aiheuttaa polttimon lähettävän valoa. Se ei ole muuta kuin elektronien virtaus atomien välillä.

Metallit ovat yleisimmät sähkönjohtimet. Muita johtimia ovat puolijohteet, elektrolyytit, plasmat sekä ei-metalliset johtimet, kuten johtavat polymeerit ja grafiitti. Hopea on parempi johdin kuin kupari, mutta sitä ei ole käytännöllistä käyttää korkeampien kustannustensa vuoksi. Sitä käytetään kuitenkin erikoistuneille ja herkille laitteille, kuten satelliiteille. Jopa vettä, joka on sekoitettu epäpuhtauksiin, kuten suolaan, voidaan pitää johtimena.

Mitkä ovat eristimet?

Eristimet puolestaan ​​ovat aineita, joilla on täsmälleen päinvastainen vaikutus elektronien virtaukseen. Nämä aineet estävät elektronien vapaata virtausta estäen siten sähkövirran virtauksen. Eristeet sisältävät atomeja, jotka pitävät kiinni elektroniinsa tiukasti ja jotka rajoittavat elektronien virtausta atomista toiseen. Tiukasti sidottujen elektronien takia ne eivät pysty liikkumaan vapaasti. Yksinkertaisesti sanottuna aineet, jotka estävät virran virtauksen, ovat eristeitä. Materiaaleilla on niin alhainen johtavuus, että virran virtaus on melkein vähäinen, joten niitä käytetään yleisesti suojaamaan meitä sähkön vaarallisilta vaikutuksilta.

Joitakin yleisiä esimerkkejä eristeistä ovat lasi, muovi, keramiikka, paperi, kumi jne. Sähkövirtavirtavirta ei ole staattinen ja jännite voi olla toisinaan melko korkea, mikä tekee siitä hieman haavoittuvan. Joskus jännite on riittävän korkea aiheuttamaan sähkövirran virtaamisen materiaalien läpi, joita ei edes pidetä hyvänä sähkönjohtimena. Tämä voi aiheuttaa sähköiskun, koska ihmiskeho on myös hyvä sähkönjohdin. Siksi sähköjohdot on päällystetty kumilla, joka toimii eristeenä, joka puolestaan ​​suojaa meitä johtimesta sisällä. Ota kaikki johdot tässä asiassa ja näet eristimen. Jos näet johtimen, on aika vaihtaa se.

Ero johtimien ja eristimien välillä

1. Johtimet ennakoivat sähkövirran vapaata virtausta, koska elektronit vaeltavat vapaasti atomista toiseen helposti. Eristeet puolestaan ​​vastustavat sähkövirtaa, koska ne eivät salli elektronien vapaata virtausta hiukkasesta toiseen.
2. Johtimet voivat helposti siirtää energiaa sähkön tai lämmön muodossa. Eristeet eivät kuitenkaan voi siirtää sähköenergiaa niin helposti, että ne kestävät sähköä.
3. Johtimet voivat helposti kuljettaa sähköä niiden läpi, koska atomien rakenteessa on vapaita elektroneja, mutta eristimet eivät sitä vastoin pysty kuljettamaan sähköä niiden läpi.
4. Johtimet ovat aineita, joiden atomeissa ei ole tiukasti sidottuja elektroneja, joten ne voivat liikkua vapaasti yhdessä tai useammassa suunnassa. Elektronit ovat kuitenkin tiukasti sidottu atomien sisällä eristimien tapauksessa, rajoittaen siten elektronien mahdollisia liikkeitä nimellisalueella käytetyllä jännitteellä.
5. Johtimilla on yleensä alhainen vastus, mutta ei nollavastuksella, elleivät ne ole superjohtimia. Eristeillä on korkea sähkönkestävyys.
6. Johtimet johtavat sähköä, kun eristimet eristävät sähköä. Esimerkiksi sähköjohdossa oleva metallilanka on johdin, kun vaippa tai suojakansi on eriste.
7. Live-kapellimestarin koskettaminen voi tappaa sinut. Toisaalta, jos kosketat jännitteistä eristettä, se ei edes vahingoita hiukan, koska se kestää sähkövirtaa.

Johtimet vs. eristimet: Vertailukaavio

Yhteenveto johtimista ja eristeistä

Sekä johtimet että eristimet ovat käytännössä vastakkaisia ​​ominaisuuksien ja toiminnallisuuden suhteen. Yleisin ero näiden kahden välillä on, että vaikka johtimet sallivat elektronien vapaan virtauksen atomista toiseen, eristimet rajoittavat elektronien vapaata virtausta. Johtimet antavat sähköenergian kulkea niiden läpi, kun taas eristimet eivät salli sähköenergian kulkemista niiden läpi. Johtimilla on korkea johtavuus, kun taas eristeillä on alhainen johtavuus.