Juhtide ja isolaatorite tüübid

Elekter voolab aatomi tasemel elektronides, mis rändavad aine aatomite vahel. Need valentsed või vabad elektronid varieeruvad ainete vahel, põhjustades neil mitmesuguseid elektrilisi omadusi. Aineid, mis kannavad hästi elektrivoolu, nimetatakse juhtideks, samal ajal kui aineid, mis seda liikumist takistavad, nimetatakse isolaatoriteks.

Materjale, milles on vabalt liikuvate elektronidega aatomid, kasutatakse dirigendina igas elektrit nõudvas tööstuses ja valdkonnas. Paljudel metallidel on head juhtivusomadused, sealhulgas vask, alumiinium, teras, plii, kuld ja hõbe. Muud metallid, näiteks raud, võivad elektrivoolu kanda, kuid mitte nii tõhusalt.

Mõnel materjalil, näiteks silikoonil ja germaaniumil, on nii juhtide kui ka isolaatorite omadused. Need ained on moodsa elektroonika süda ja neis on neli valentselektroni, pakkudes transistoride, integreeritud kiipide ja arvutiprotsessorite jaoks vajalikke lülitusvõimalusi. Muud pooljuhid hõlmavad fotogalvaanilisi päikeseelemente, valgusdioode (LED-sid) ja alaldid.

Enamik looduses leiduvaid aineid kuulub isolaatorite kategooriasse. Need ained on tavaliselt puhtamate isolaatorite, näiteks puidu, savi ja kivide segu. Põhku, riiet ja vaiku on kõik varem kasutatud elektriisolaatoritena ning portselani on varajases ehituses traditsiooniliselt kasutatud suure ja vähese energiatarbega liinidega.

Aineid, millel on seitse või kaheksa valentselektroni, nimetatakse isolaatoriteks. Need pärsivad elektrienergia voolu aatomi tasemel ja neid kasutatakse elektriliste signaalide eraldamiseks ja eraldamiseks. Traditsiooniliste isolaatorite näideteks on kumm, plast ja klaas. Samuti on välja töötatud sünteetilised isolaatorid, sealhulgas nailon- ja paberikomposiidid.