Types de conducteurs et d'isolateurs

L'électricité circule au niveau atomique à partir d'électrons se déplaçant entre les atomes d'une substance. Ces électrons de valence, ou libres, varient d'une substance à l'autre, ce qui fait qu'elles présentent des propriétés électriques variées. Les substances qui transportent bien le courant électrique sont appelées conducteurs, tandis que les substances qui inhibent ce trajet sont appelées isolants.

Les matériaux qui possèdent des atomes avec des électrons se déplaçant librement sont utilisés comme conducteurs dans chaque industrie et domaine nécessitant de l'électricité. De nombreux métaux ont de bonnes propriétés conductrices, notamment le cuivre, l'aluminium, l'acier, le plomb, l'or et l'argent. D'autres métaux, comme le fer, peuvent transporter des courants électriques, mais pas aussi efficacement.

Certains matériaux possèdent les propriétés des conducteurs et des isolants, comme le silicone et le germanium. Ces substances sont au cœur de l'électronique moderne et disposent de quatre électrons de valence, offrant les capacités de commutation requises par les transistors, les puces intégrées et les processeurs informatiques. Les autres semi-conducteurs comprennent les cellules photovoltaïques solaires, les diodes électroluminescentes (LED) et les redresseurs.

La plupart des substances présentes dans la nature entrent dans la catégorie des isolants. Ces substances sont généralement une combinaison d'isolants plus purs, tels que le bois, l'argile et les roches. La paille, le tissu et la résine ont tous été utilisés comme isolants électriques dans le passé, et la porcelaine a été traditionnellement utilisée avec des lignes à haute et à faible puissance au début de la construction.

Les substances qui ont sept ou huit électrons de valence sont appelées isolants. Ceux-ci inhibent le flux d'électricité au niveau atomique et sont utilisés pour séparer et isoler les signaux électriques. Des exemples d'isolateurs traditionnels comprennent le caoutchouc, les plastiques et le verre. Des isolateurs synthétiques ont également été développés, notamment des composites de nylon et de papier.