Шта материјал чини проводником или изолатором? Једноставно речено, електрични проводници су материјали који понашање струја а изолатори су материјали који то не чине. Да ли супстанца води електричну енергију одређује се колико лако се електрони крећу кроз њу.
Електрична проводљивост зависи од кретања електрона јер се протони и неутрони не крећу - везани су за друге протоне и неутроне у атомским језграма.
Цондуцторс Вс. Изолатори
Валентни електрони су попут спољних планета у орбити око звезде. Привучени су им довољно атоми да остану у положају, али не треба увек много енергије да их сруше са места - ови електрони лако носе електричне струје. Неорганске материје као што су метали и плазме које лако губе и добијају електроне воде се на врху проводника.
Органски молекули углавном су изолатори јер их држе заједно ковалентне (дељене електроне) везе и зато што везивање водоника помаже у стабилизацији многих молекула. Већина материјала нису ни добри проводници, ни добри изолатори, али негде у средини. Они се не спроводе лако, али ако се обезбеди довољно енергије, електрони ће се кретати.
Неки материјали у чистом облику су изолатори, али ће се проводити ако су засипани малим количинама другог елемента или ако садрже нечистоће. На пример, већина керамике је одлични изолатори, али ако их дозирате, можете да створите суперпроводник. Чиста вода је изолатор, прљава вода слабо води, а слана вода - са својим слободно лебдећим ионима - добро пролази.
10 Електрични проводници
Тхе најбоље електрични проводник, у условима уобичајене температуре и притиска, је металик елемент сребрна. Међутим, сребро није увек идеалан избор као материјала, јер је скупо и подложно загађивању, а оксидни слој познат као тарна није проводљив.
Слично томе, рђа, вердигрис и други оксидни слојеви смањују проводљивост чак и у најјачим проводницима. Најефикаснија електрична проводници су:
- Сребро
- Злато
- Бакар
- Алуминијум
- Меркур
- Челик
- Гвожђе
- Морска вода
- Бетон
- Меркур
Остали снажни проводници укључују:
- Платинум
- Месинг
- Бронза
- Графит
- Прљава вода
- Сок од лимуна
10 Електрични изолатори
Електрични набоји не иду слободно кроз изолаторе. Ово је идеалан квалитет у многим случајевима - јаки изолатори се често користе за премазивање или пружање баријере између проводника како би електрична струја била под контролом. То се може видети у жицама и кабловима обложених гумом. Најефикаснији електрични изолатори су:
- Гума
- Стакло
- Чиста вода
- Уље
- Ваздух
- Дијамант
- Суво дрво
- Суви памук
- Пластични
- Асфалт
Остали јаки изолатори укључују:
- Фибергласс
- Сув папир
- Порцелан
- Керамика
- Кварц
Остали фактори који утичу на проводљивост
Облик и величина материјала утичу на његову проводљивост. На пример, дебели комад материје ће се понашати боље него танки комад исте величине и дужине. Ако имате два дела материјала исте дебљине, али један је краћи од другог, краћи ће се понашати боље јер краћи комад има мању отпорност, на исти начин на који је лакше сипати воду кроз кратку цев него дугу једно.
Температура такође утиче на проводљивост. Како температура расте, атоми и њихови електрони добијају енергију. Неки изолатори попут стакла су лоши проводници када је хладно, али добри проводници када су врући; већина метала су бољи проводници када су хладни и мање ефикасни проводници када су врући. Неки добри диригенти постаните суперпреводници на екстремно ниским температурама.
Понекад сама проводност мења температуру материјала. Електрони пролазе кроз проводнике без оштећења атома или изазивања хабања. Међутим, покретни електрони доживљавају отпор. Због тога проток електричних струја може да загрева проводне материјале.