Forskjellen mellom leder og isolator
Share
Hovedforskjell - Dirigent vs Isolator
Dirigent og Isolering er vilkår som beskriver om et gitt materiale har egenskaper som er gunstige for strøm eller varme. De hovedforskjell mellom leder og isolator er det a dirigent fører strøm eller varme godt, mens en isolator utfører elektrisitet eller varme dårlig. Basert på om vi er interessert i materialets evne til å føre strøm eller varme, bruker vi vilkår elektrisk leder / isolator eller termisk leder / isolator.
Hva er en Dirigent
EN termisk leder utfører varme godt. Hastigheten for varmeoverføring, 
eller varmestrømmen, mellom to gjenstander som har en temperaturforskjell på 
er gitt av
hvor, 
og 
er tverrsnittsarealet og lengden av lederens overføringsvarme henholdsvis. Brevet 
kalles termisk ledningsevne, målt i enheter av W m-1 K-1. Dette brevet karakteriserer materialets evne til å lede varme. For eksempel har kobber en termisk ledningsevne på ca. 390 W m-1 K-1 mens tørt tre har en termisk ledningsevne på ca. 0,05 W m-1 K-1.
Et materiale evne til å utføre elektrisitet er preget av sin elektrisk Strømføringsevne (
), som er definert som gjensidig av materialets resistivitet. Det er,
hvor, 
er den nåværende tettheten og 
er den elektriske feltstyrken. I virkeligheten beregnes ledningsevnen til et materiale oftere ved bruk av formelen
hvor, er lengden på dirigenten og er lederens tverrsnittsareal. 
er lederens motstand gitt av forholdet mellom potensialforskjellen over lederen til strømmen gjennom lederen. Enhetene for måling av elektrisk ledningsevne er Sm-1 (Siemens per meter). Kobber har en elektrisk ledningsevne på ca. 5,9 × 107 S m-1. mens bly har en elektrisk ledningsevne på ca 4,6 × 106 S m-1.
Dimensjoner som brukes til å beregne konduktivitet
I metaller er elektroner hovedsakelig ansvarlig for å bære nåværende samt varme. Elektrisk og termisk ledningsevne er derfor nært beslektet. Forholdet er gitt av Wiedemann-Franz lov:
hvor, T er den absolutte temperaturen (i Kelvin) og 
).
De forholdet mellom termisk og elektrisk ledningsevne for ikke-metaller er ikke så klart relatert: dette er fordi elektrisitet alltid bæres av gratis lade bærere mens varme kan også utføres av vibrasjoner av ioner som ikke er frie til å bevege seg rundt. Vanligvis er materialer med metalliske bindinger gode termiske og elektriske ledere fordi de inneholder frie elektroner som lett kan bevege seg rundt og utføre både strøm og varme.
Hva er en isolator
Et materiale med lav varmeledningsevne kalles a termisk isolator. Glass er også en god isolator, med en termisk ledningsevne på ca. 0,8 W m-1 K-1. Luft er en enda bedre termisk isolator, med en varmeledningsevne på ca. 0,02 W m-1 K-1. Doble glass gjør bruk av luftens lave varmeledningsevne for å isolere boliger ved å ha et lag med luft fanget mellom to lag glass.
på samme måte, elektriske isolatorer er materialer med lav elektrisk ledningsevne. PVC, som brukes til å isolere kabler, har en meget lav konduktivitet i størrelsesorden 10-12 - 10-1. 3 S m-1. Vanligvis er materialer laget av polymerer (som har kovalente bindinger mellom dem med svært lite frie elektroner) gode termiske og elektriske isolatorer fordi de fleste av deres elektroner er tett bundet.
Forskjellen mellom leder og isolator
dirigenter er gode til å utføre varme og / eller strøm
isolatorer Det er ikke bra å utføre varme og / eller strøm.
Den beste ledere har mange gratis transportører, for eksempel elektroner.
Den beste isolatorer Har ikke mange gratis transportører.
Bilde Courtesy
"Et lite tegneserieaktig diagram av geometri av resistivitetsligningen." Av Bruker: Omegatron (eget arbeid) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons
