Vrste prevodnikov in izolatorjev

Električna energija teče na atomski ravni iz elektronov, ki potujejo med atomi v snovi. Ti valenčni ali prosti elektroni se med snovmi razlikujejo, zaradi česar lahko pokažejo različne električne lastnosti. Tiste snovi, ki dobro prenašajo električni tok, so znane kot prevodniki, medtem ko so snovi, ki zavirajo to potovanje, znane kot izolatorji.

Materiali, ki imajo atome s prosto gibajočimi se elektroni, se uporabljajo kot prevodniki v vsaki industriji in polju, ki zahteva električno energijo. Mnoge kovine imajo dobre prevodne lastnosti, med drugim baker, aluminij, jeklo, svinec, zlato in srebro. Druge kovine, kot je železo, lahko prenašajo električne tokove, vendar ne tako učinkovito.

Nekateri materiali imajo lastnosti tako prevodnikov kot izolatorjev, kot sta silikon in germanij. Te snovi so srce sodobne elektronike in imajo štiri valenčne elektrone, ki zagotavljajo preklopne sposobnosti, ki jih potrebujejo tranzistorji, integrirani čipi in računalniški procesorji. Drugi polprevodniki vključujejo sončne fotovoltaične celice, svetleče diode (LED) in usmernike.

Večina snovi, ki jih najdemo v naravi, spada v kategorijo izolatorjev. Te snovi so običajno kombinacija bolj čistih izolatorjev, kot so les, glina in kamnine. Slama, tkanina in smola so bili v preteklosti uporabljeni kot električni izolatorji, porcelan pa se je že v zgodnji gradnji tradicionalno uporabljal z visoko in nizko napetostjo.

Snovi, ki imajo sedem ali osem valenčnih elektronov, so znane kot izolatorji. Te zavirajo pretok električne energije na atomskem nivoju in se uporabljajo za ločevanje in izoliranje električnih signalov. Primeri tradicionalnih izolatorjev vključujejo gumo, plastiko in steklo. Razviti so bili tudi sintetični izolatorji, vključno z najlonskimi in papirnatimi kompoziti.