Ledare och isolator är olika typer av material. En av de viktigaste skillnaderna mellan ledaren och isolatorn är att ledaren tillåter energi (dvs. ström eller värme ) att passera genom den, medan isolatorn inte tillåter energi att passera genom den. Några andra skillnader mellan dem förklaras nedan i form av ett jämförelseschema.
Innehåll: Ledare V/s Isolator
- Sammanställningstabell
- Definition
- Nyckelskillnader
- Punkt att komma ihåg
Sammanställningstabell
| Basis för jämförelse | Ledare | Insulator |
|---|---|---|
| Definition | Material som tillåter elektrisk ström eller värme att passera genom det. | Begränsar den elektriska strömmen eller värmen att passera genom den. |
| Elektriskt fält | Det existerar på ytan men förblir noll inuti ledaren. | Det existerar inte på isolatorn. |
| Magnetiskt fält | Lagrar energi | Lagrar inte energi |
| Potential | Förblir densamma i alla punkter på ledaren. | Förblir noll. |
| Thermisk konduktivitet | Hög | Låg |
| Kovalent bindning | svag | stark |
| ledningsförmåga | mycket hög | låg |
| Resistans | Låg | Hög |
| Elektroner | Fri rörlighet | Rör sig inte fritt |
| Resistivitet | Varierar från hög till låg | hög |
| Temperaturkoefficient | Positiv temperaturkoefficient för resistans | Negativ temperaturkoefficient för resistans |
| Ledningsbandet | Fullt av elektroner | Finns tomt |
| Valensband | Finns tomt | Fullt med elektroner |
| Förbjuden klyfta | Ingen förbjuden klyfta | Stor förbjuden klyfta |
| Exempel | Järn, aluminium, silver, koppar osv. | Gummi, trä, papper etc. |
| Användning | För tillverkning av elektriska ledningar och ledare | Som isolering i elektriska kablar eller ledare, för att stödja elektrisk utrustning etc. |
Definition av ledare
Ledaren definieras som det material som tillåter elektrisk ström eller värme att passera genom det. Elektronerna i en ledare rör sig fritt från atom till atom när potentialskillnaden appliceras över dem. Ledarens ledningsförmåga beror på antalet fria elektroner i banans yttersta skal. Materialets konduktivitet är direkt proportionell mot antalet fria elektroner.
Materialets konduktivitet är direkt proportionell mot antalet fria elektroner.Valensbandet och konduktansbandet i en ledare överlappar varandra och därför finns det ingen förbjuden energigap. Ledarens motstånd är mycket lågt, vilket gör att laddningarna rör sig fritt från plats till plats när spänningen läggs över dem. Koppar, aluminium, silver, kvicksilver etc. är några exempel på ledare.
Definition av isolator
Material som inte tillåter elektrisk ström eller värme att passera genom det kallas isolator. Den kovalenta bindningen mellan atomerna i en isolator är mycket stark, vilket innebär att elektronerna eller laddningarna inte kan röra sig fritt. Isolatorns resistivitet är mycket hög.
Den förbjudna klyftan mellan valensbandet och konduktionsbandet i en isolator är mycket stor, och elektronerna behöver därför mycket energi för att förflytta sig från valensbandet till konduktionsbandet.
Isolatorn används huvudsakligen för att separera ledaren och för att stödja den elektriska utrustningen. Den används också i en elektrisk kabel. Papper, trä, porslin osv, är några exempel på en isolator.
Nyckelskillnader mellan ledare och isolator
- Ledaren är den typ av material som tillåter den elektriska strömmen eller värmen att passera genom den, medan isolatorn inte tillåter den elektriska strömmen eller värmen att passera genom den.
- Det elektriska fältet existerar endast på ledarens yta, och förblir noll inne i ledaren medan det inte existerar på en isolator.
- Ledaren lagrar inte energi när den placeras i ett magnetfält medan isolatorn lagrar energi i ett magnetfält.
- Värmeledningsförmågan hos ledaren är hög, medan värmeledningsförmågan hos isolatorn är låg.
- Värmeledningsförmåga är den egenskap hos ett material som gör att värmen kan passera genom det utan hinder.
- Den kovalenta bindningen mellan atomerna i en ledare är mycket svag medan den är mycket stark i en isolator.
- Den kovalenta bindningen är den kemiska bindningen mellan atomerna som innebär att elektroner delas.
- I en ledare rör sig elektronerna fritt från atom till atom närhelst en potentialskillnad läggs på den, medan elektronerna är fixerade i en isolator på grund av krafter på atomnivå.
- Konduktiviteten i ledaren är hög, medan ledningsförmågan i isolatorer är låg.
- Ledningsförmåga är den hastighet med vilken värme eller laddning flödar genom materialet.
- Ledarens motstånd är mycket lågt, och därmed rör sig elektronerna fritt från atom till atom. Motståndet hos isolatorn är mycket högt.
- Ledaren har ett stort antal fria elektroner medan isolatorn inte har ett stort antal fria elektroner.
- Potentialen på ledaren förblir densamma i alla punkter medan potentialen i isolatorer förblir noll.
- Ledarens resistivitet varierar från hög till låg medan resistiviteten hos en isolator är mycket hög.
- Resistiviteten är materialets motståndskraft.
- Ledaren har en positiv termisk resistivitetskoefficient medan isolatorn har en negativ termisk resistivitetskoefficient.
- Den termiska resistivitetskoefficienten beskriver förändringen av materialets fysikaliska egenskap med temperaturen. Om motståndet ökar med temperaturen kallas det för positiv termisk motståndskoefficient. Vid negativ termisk koefficient minskar motståndet med temperaturökningen.
- Ledningsbandet i en ledare är fullt av elektroner medan ledningsbandet i en isolator är tomt.
- Valensbandet i en ledare är tomt medan valensbandet i en isolator är fullt av elektroner.
- Det finns ingen förbjuden klyfta i en ledare medan den förbjudna klyftan i en isolator är mycket stor.
- Den förbjudna klyftan är klyftan mellan valensbandet och ledningsbandet i ett material. Det bestämmer materialets ledningsförmåga. Om klyftan är liten flyttas elektronen lätt från valensbandet till ledningsbandet och därför anses materialet vara en ledare. Om klyftan mellan dem är stor, uttrycks materialet som en isolator.
- Koppar, silver, aluminium och kvicksilver är exempel på ledare. Trä, papper, keramik etc. är exempel på en isolator.
- Ledaren används för att göra elektriska ledningar och kablar.Isolatorn används för att separera de strömförande ledarna och för att stödja den elektriska utrustningen.
Punkt att komma ihåg
Enligt IACS (International Annealed Copper Standard) anses silver vara det mest ledande materialet. Men kostnaden för silver är mycket hög och därför används det inte för att tillverka elektriska ledningar och kablar.