Typy vodičů a izolátorů

Elektřina proudí na atomové úrovni z elektronů pohybujících se mezi atomy v látce. Tyto valenční nebo volné elektrony se mezi látkami liší, což způsobuje, že vykazují různé elektrické vlastnosti. Tyto látky, které dobře přenášejí elektrický proud, se nazývají vodiče, zatímco látky, které tento pohyb inhibují, se nazývají izolátory.

Materiály, které mají atomy s volně se pohybujícími elektrony, se používají jako dirigenti v každém průmyslu a oboru vyžadujícím elektřinu. Mnoho kovů má dobré vodivé vlastnosti, včetně mědi, hliníku, oceli, olova, zlata a stříbra. Jiné kovy, jako je železo, mohou přenášet elektrické proudy, ale ne tak účinně.

Některé materiály mají vlastnosti vodičů i izolátorů, jako je silikon a germanium. Tyto látky jsou srdcem moderní elektroniky a mají čtyři valenční elektrony, které poskytují spínací schopnosti vyžadované tranzistory, integrovanými čipy a počítačovými procesory. Mezi další polovodiče patří solární fotovoltaické články, diody emitující světlo (LED) a usměrňovače.

Většina látek nalezených v přírodě spadá do kategorie izolátorů. Tyto látky jsou obvykle kombinací čistějších izolátorů, jako je dřevo, jíl a horniny. Sláma, plátno a pryskyřice se v minulosti používaly jako elektrické izolátory a porcelán se již tradičně používá u vedení vysokého a nízkého výkonu v rané konstrukci.

Látky, které mají sedm nebo osm valenčních elektronů, jsou známé jako izolátory. Tyto inhibují tok elektřiny na atomové úrovni a používají se k oddělení a izolaci elektrických signálů. Příklady tradičních izolátorů zahrnují gumu, plasty a sklo. Byly vyvinuty také syntetické izolátory, včetně nylonových a papírových kompozitů.