Elektrischer Leiter vs. Isolator
Elektrische Isolierung und elektrische Leitfähigkeit sind zwei der wichtigsten Eigenschaften von Materie. In Bereichen wie Elektrotechnik, Elektrotechnik, elektromagnetische Feldtheorie und Umweltphysik haben die Isolations- und Leitungseigenschaften von Materie eine große Bedeutung. Da unsere Volkswirtschaften mit Strom betrieben werden, ist es wichtig, ein gutes Verständnis für solche Angelegenheiten zu haben. Einige unserer alltäglichen Phänomene können mithilfe der Leitfähigkeit und Isolierung von Materie beschrieben werden. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was elektrische Leitfähigkeit und elektrische Isolierung sind, welche Theorien hinter elektrischer Leitfähigkeit und elektrischer Isolierung stehen, ihre Ähnlichkeiten, welche Materialien die jeweiligen Eigenschaften aufweisen, alltägliche Phänomene in Bezug auf Leitfähigkeit und Isolierung und schließlich ihre Unterschiede.
Elektrische Leiter
Elektrische Leiter sind Materialien mit freien Ladungen, die sich bewegen können. Da in diesem Zusammenhang jedes Material aufgrund thermischer Bewegung mindestens ein freies Elektron hat, ist jedes Material ein Leiter. Das stimmt theoretisch. In der Praxis sind Leiter jedoch Materialien, die eine bestimmte Strommenge durchlassen würden. Metalle haben eine metallische Bindungsstruktur, bei der es sich um ein positives Ion handelt, das in einem Meer von Elektronen eingeschlossen ist. Ein Metall gibt alle Elektronen seiner äußeren Hülle an den Elektronenpool ab. Daher haben Metalle einen hohen Anteil an freien Elektronen und sind daher sehr gute Leiter. Eine andere Art der Leitung ist der Lochfluss. Wenn ein Atom in einer Gitterstruktur ein Elektron abgibt, wird das Atom positiv. Diese leere Elektronenhülle wird als Loch bezeichnet. Dieses Loch kann ein Elektron aus dem Nachbaratom aufnehmen, wodurch ein Loch im Nachbaratom entsteht. Wenn diese Verschiebung fortgesetzt wird, wird dies zu einem Strom. Ionen in den ionischen Lösungen wirken auch als Stromträger. Alle unsere Stromleitungen bestehen aus leitfähigen Metallen. Metalle und Salzlösungen sind gute Beispiele für Leiter. Wenn die Leitfähigkeit eines Leiters niedrig ist, bedeutet dies, dass das Medium dem Stromfluss Widerstand leistet. Dies wird als Widerstand des Leiters bezeichnet. Der Widerstand des Mediums verursacht einen Energieverlust in Form von Wärme.
Elektrische Isolatoren
Elektrische Isolatoren sind Materialien, die keine kostenlosen Ladungen haben. Aber in der Praxis hat jedes Material aufgrund thermischer Bewegung einige freie Elektronen. Ein perfekter Isolator würde keinen Strom durchlassen, selbst wenn die Spannungsdifferenz an den Anschlüssen unendlich ist. Ein normaler Isolator würde jedoch nach einigen hundert Volt Strom durchlassen. Wenn eine Hochspannung an ein isolierendes Material angelegt wird, würden die Atome innerhalb des Materials polarisiert. Wenn die Spannung ausreicht, werden Elektronen von Atomen getrennt, um freie Elektronen zu erzeugen. Dies ist als Durchbruchspannung für dieses Material bekannt. Nach dem Durchschlag fließt aufgrund der Hochspannung ein Strom. Destilliertes Wasser, Glimmer und die meisten Kunststoffe sind Beispiele für Isolatoren.
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Was ist der Unterschied zwischen elektrischen Leitern und Isolatoren? • Elektrische Leiter haben keinen oder sehr geringen Widerstand, während elektrische Isolatoren einen sehr hohen oder unendlichen Widerstand haben. • Leiter sind kostenlos, während Isolatoren nicht kostenlos sind. • Leiter lassen Strom durch, Isolatoren nicht. |
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