Основное отличие - проводник от изолятора

Дирижер а также Изолятор - это термины, которые описывают, обладает ли данный материал свойствами, благоприятными для проведения электричества или тепла. В главное отличие между проводником и изолятором заключается в том, что проводник хорошо проводит электричество или тепло, тогда как изолятор плохо проводит электричество или тепло. В зависимости от того, интересует ли нас способность материала проводить электричество или тепло, мы используем термины электрический провод / изолятор или теплопровод / изолятор.

Что такое дирижер

А проводник тепла хорошо проводит тепло. Скорость теплопередачи,

или тепловой ток между двумя объектами, имеющими разницу температур

дан кем-то

куда,

а также

- площадь поперечного сечения и длина теплопередающего проводника соответственно. Письмо

называется теплопроводность, измеряется в Вт · м^-1 K^-1. Эта буква характеризует способность материала проводить тепло. Например, медь имеет теплопроводность около 390 Вт · м.^-1 K^-1 в то время как сухая древесина имеет теплопроводность около 0,05 Вт · м^-1 K^-1.

Способность материала проводить электричество характеризуется его электрическая проводимость (

), которое определяется как величина, обратная сопротивлению материала. То есть,

куда,

- плотность тока и

- напряженность электрического поля. На самом деле проводимость материала чаще рассчитывают по формуле

куда,

- длина проводника и

- площадь поперечного сечения проводника.

- сопротивление проводника, определяемое отношением разности потенциалов на проводнике к току, проходящему через проводник. Единицы измерения электропроводности См м.^-1 (Сименс на метр). Медь имеет электропроводность около 5,9 × 10⁷ См м^-1. в то время как свинец имеет электропроводность около 4,6 × 10⁶ См м^-1.

Размеры, используемые для расчета проводимости

В металлах электроны в основном ответственны за перенос тока, а также тепла. Следовательно, электрическая и теплопроводность тесно связаны. Отношения задаются Закон Видемана-Франца:

где, T - абсолютная температура (в Кельвинах), а

- константа, называемая Постоянная Лоренца (

).

В взаимосвязь между теплопроводностью и электропроводностью для неметаллов не так однозначно связаны: это потому, что электричество всегда переносится свободными носителями заряда, тогда как тепло может также переноситься колебаниями ионов, которые не могут свободно перемещаться. Обычно материалы с металлическими связями являются хорошими тепловыми и электрическими проводниками, потому что они содержат свободные электроны, которые могут легко перемещаться и проводить как электричество, так и тепло.

Что такое изолятор

Материал с низкой теплопроводностью называется теплоизолятор. Стекло также является хорошим изолятором с теплопроводностью около 0,8 Вт · м.^-1 K^-1. Воздух - еще лучший теплоизолятор с теплопроводностью около 0,02 Вт · м.^-1 K^-1. Стекло с двойным остеклением использует низкую теплопроводность воздуха для изоляции домов за счет того, что слой воздуха находится между двумя слоями стекла.

Сходным образом, электрические изоляторы материалы с низкой электропроводностью. ПВХ, который используется для изоляции кабелей, имеет очень низкую проводимость порядка 10^-12 – 10^-13 См м^-1. Обычно материалы, изготовленные из полимеров (имеющих ковалентные связи между ними с очень небольшим количеством свободных электронов), являются хорошими тепло- и электрическими изоляторами, поскольку большинство их электронов прочно связаны.

Разница между проводником и изолятором

Дирижеры хорошо проводят тепло и / или электричество

Изоляторы плохо проводят тепло и / или электричество.

Самый лучший проводники имеют много свободных носителей, таких как электроны.

Самый лучший изоляторы не так много бесплатных перевозчиков.

Изображение предоставлено

«Несколько мультяшная диаграмма геометрии уравнения удельного сопротивления». Автор: Omegatron (собственная работа) [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons