Vodič a izolátor jsou typy materiálů. Jedním z hlavních rozdílů mezi vodičem a izolantem je, že vodič umožňuje průchod energie (tj. proudu nebo tepla ), zatímco izolant průchod energie neumožňuje. Některé další rozdíly mezi nimi jsou vysvětleny níže ve formě srovnávací tabulky.
Obsah: Vodič V/izolátor
- Srovnávací diagram
- Definice
- Klíčové rozdíly
- Bod k zapamatování
Srovnávací diagram
| Podklad pro srovnání | Vodič | Izulátor |
|---|---|---|
| Definice | Materiál, který umožňuje průchod elektrického proudu nebo tepla. | Omezuje průchod elektrického proudu nebo tepla. |
| Elektrické pole | Existuje na povrchu, ale uvnitř vodiče zůstává nulové. | Na izolantu neexistuje. |
| Magnetické pole | Ukládá energii | Neukládá energii |
| Potenciál | Zůstává stejný ve všech bodech na vodiči. | Zůstává nulový. |
| Tepelná vodivost | Vysoká | Nízká |
| Kovalentní vazba | Slabá | Silná |
| Vodivost | Velmi vysoká | Nízká |
| Odpor | Nízký | Vysoký |
| Elektrony | Volně se pohybují | Nepohybují se volně |
| Rezistivita | Různě vysoká až nízká | Vysoká |
| Teplotní součinitel | Kladný teplotní součinitel odporu | Záporný teplotní součinitel odporu |
| Pásmo vodivosti | Plné elektronů | Zůstává prázdné |
| Valenční pás | Zůstává prázdný | Plný elektronů |
| Zakázaná mezera | Žádná zakázaná mezera | Velká zakázaná mezera |
| Příklady | Irony, hliník, stříbro, měď atd. | Pryž, dřevo, papír atd. |
| Použití | K výrobě elektrických vodičů a vodičů | Jako izolace v elektrických kabelech nebo vodičích, k podpírání elektrických zařízení atd. |
Definice vodiče
Vodič je definován jako materiál, který umožňuje průchod elektrického proudu nebo tepla. Elektrony ve vodiči se volně pohybují od atomu k atomu, když na ně působí rozdíl potenciálů. Vodivost vodiče závisí na počtu volných elektronů v nejvzdálenější slupce orbitu. Vodivost materiálu je přímo úměrná počtu volných elektronů.
Vodivost materiálu je přímo úměrná počtu volných elektronů. valenční pás a pás vodivosti vodiče se navzájem překrývají, a proto neexistuje zakázaná energetická mezera. Odpor vodiče je velmi malý, díky čemuž se náboje při přiložení napětí na ně volně pohybují z místa na místo. Příkladem vodiče jsou měď, hliník, stříbro, rtuť atd.
Definice izolantu
Materiály, které nepropouštějí elektrický proud ani teplo, takový typ materiálu se nazývá izolant. Kovalentní vazba mezi atomy izolantu je velmi silná, elektrony nebo náboje se tedy nepohybují volně. Odpor izolantu je velmi vysoký.
Zakázaná mezera mezi valenčním a vodivostním pásem izolantu je velmi velká, a proto elektrony potřebují velkou energii pro přechod z valenčního do vodivostního pásu.
Izolátor se používá hlavně k oddělení vodiče a k podepření elektrického zařízení. Používá se také v elektrickém kabelu. Papír, dřevo, porcelán apod, jsou některé z příkladů izolantu.
Klíčové rozdíly mezi vodičem a izolantem
- Vodič je druh materiálu, který umožňuje průchod elektrického proudu nebo tepla, zatímco izolant elektrický proud nebo teplo nepropouští.
- Elektrické pole existuje pouze na povrchu vodiče a uvnitř vodiče zůstává nulové, zatímco na izolantu neexistuje.
- Vodič, je-li umístěn v magnetickém poli, neukládá energii, zatímco izolant energii v magnetickém poli ukládá.
- Tepelná vodivost vodiče je vysoká, zatímco tepelná vodivost izolantu je nízká.
- Tepelná vodivost je vlastnost materiálu, která umožňuje, aby jím teplo bez překážek procházelo.
- Kovalentní vazba mezi atomy vodiče je velmi slabá, zatímco u izolantu je velmi silná.
- Kovalentní vazba je chemická vazba mezi atomy, která zahrnuje sdílení elektronů.
- Ve vodiči se elektrony volně pohybují z atomu na atom, kdykoli na něj působí rozdíl potenciálů, zatímco v izolantu jsou elektrony fixovány v důsledku sil na atomové úrovni.
- Vodivost vodiče je vysoká, zatímco vodivost izolantů je nízká.
- Vodivost je rychlost, s jakou teplo nebo náboj proudí materiálem.
- Vodič má velmi malý odpor, a proto se elektrony volně pohybují z atomu na atom. Odpor izolantu je velmi vysoký.
- Vodič má velký počet volných elektronů, zatímco izolant nemá velký počet volných elektronů.
- Potenciál na vodiči zůstává ve všech bodech stejný, zatímco v izolantech zůstává potenciál nulový.
- Odpor vodiče se pohybuje od vysokého po nízký, zatímco odpor izolantu je velmi vysoký.
- Resistivita je odporová síla materiálu.
- Vodič má kladný tepelný součinitel odporu, zatímco izolant má záporný tepelný součinitel odporu.
- Tepelný součinitel odporu popisuje změnu fyzikální vlastnosti materiálu s teplotou. Jestliže odpor s teplotou roste, pak se nazývá kladný tepelný součinitel odporu. Při záporném tepelném součiniteli odpor s rostoucí teplotou klesá.
- Vodivostní pás vodiče je plný elektronů, zatímco vodivostní pás izolantu je prázdný.
- Valenční pás vodiče je prázdný, zatímco valenční pás izolantu je plný elektronů.
- Vodič nemá zakázanou mezeru, zatímco zakázaná mezera v izolantu je velmi velká.
- Zakázaná mezera je mezera mezi valenčním a vodivostním pásem materiálu. Určuje vodivost materiálu. Pokud je mezera malá, pak se elektron snadno přesouvá z valenčního pásu do vodivostního pásu, a proto se materiál považuje za vodič. Pokud je mezera mezi nimi velká, pak se materiál vyjadřuje jako izolant.
- Příkladem vodiče je měď, stříbro, hliník, rtuť. Dřevo, papír, keramika atd. jsou příklady izolantu.
- Vodič se používá k výrobě elektrických vodičů a kabelů.
Podle IACS (International Annealed Copper Standard) se za nejvodivější materiál považuje stříbro. Cena stříbra je však velmi vysoká, a proto se nepoužívá k výrobě elektrických vodičů a kabelů.
.