Soorten geleiders en isolatoren

Elektriciteit stroomt op atomair niveau uit elektronen die tussen atomen in een stof reizen. Deze valentie, of vrije, elektronen variëren van stof tot stof, waardoor ze verschillende elektrische eigenschappen vertonen. Die stoffen die elektrische stroom goed dragen, staan ​​bekend als geleiders, terwijl stoffen die deze reis belemmeren bekend staan ​​als isolatoren.

Materialen met atomen met vrij bewegende elektronen worden gebruikt als geleiders in elke industrie en elk veld dat elektriciteit nodig heeft. Veel metalen hebben goede geleidende eigenschappen, waaronder koper, aluminium, staal, lood, goud en zilver. Andere metalen, zoals ijzer, kunnen elektrische stromen dragen, maar niet zo efficiënt.

Sommige materialen hebben de eigenschappen van zowel geleiders als isolatoren, zoals siliconen en germanium. Deze stoffen vormen het hart van moderne elektronica en beschikken over vier valentie-elektronen, die de schakelmogelijkheden bieden die transistors, geïntegreerde chips en computerprocessors nodig hebben. Andere halfgeleiders zijn fotovoltaïsche zonnecellen, lichtemitterende diodes (LED's) en gelijkrichters.

De meeste stoffen die in de natuur voorkomen, vallen in de categorie isolatoren. Deze stoffen zijn meestal een combinatie van meer pure isolatoren, zoals hout, klei en gesteente. Stro, stof en hars zijn in het verleden allemaal gebruikt als elektrische isolatoren, en porselein wordt traditioneel gebruikt met hoog- en laagspanningslijnen in de vroege bouw.

Stoffen met zeven of acht valentie-elektronen staan ​​bekend als isolatoren. Deze remmen de stroom van elektriciteit op atomair niveau en worden gebruikt om elektrische signalen te scheiden en te isoleren. Voorbeelden van traditionele isolatoren zijn rubber, kunststoffen en glas. Er zijn ook synthetische isolatoren ontwikkeld, waaronder nylon en papiercomposieten.