Die Verwendung von elektrischen Leitern und Isolatoren

Elektrische und elektronische Schaltungen – und die modernen Technologien, die sie nutzen – könnten ohne elektrische Isolatoren und Leiter nicht richtig funktionieren. Diese wesentlichen Komponenten finden sich in einer Vielzahl von Umgebungen aus Kunststoff, Glas, Gummi und anderen Materialien. Beispiele für Isolatoren und Leiter finden sich im Haushalt, auf der Straße, im Büro und an vielen anderen Orten.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Elektrische Isolatoren wie Glas, Gummi, Keramik und Kunststoff weisen einen Widerstand auf, der den Durchtritt von Elektrizität behindert oder ganz verhindert. Im Gegensatz dazu weisen elektrische Leiter wie die gängigsten Metalle – Silber, Kupfer und Stahl – einen geringen Widerstand gegen den elektrischen Fluss auf, der die Übertragung von Elektrizität fördert. Beispiele für jeden finden Sie in den meisten alltäglichen Umgebungen. Ladekabel verwenden beides, um Strom von einer Stromquelle zu einem elektronischen Gerät zu transportieren.

Ob ein Material ein Isolator oder ein Leiter ist, wird durch die Elektronen dieses Materials bestimmt. Während äußere Kräfte dazu führen können, dass einige der Elektronen eines hartnäckigen Materials auf ein anderes Material übertragen werden – wie dies geschieht, wenn Reibung zwischen Haut und Stoff statische Aufladung verursacht causes Elektrizität aufzubauen – normalerweise haben die Elektronen eines Materials entweder wenig Bewegungsfreiheit oder sind so lose gebunden, dass sie im Raum zwischen den Materialien des Materials driften Atome. Diese Eigenschaft kann normalerweise nicht geändert werden, aber in bestimmten Szenarien, z. B. bei oxidierten Metallen, ist es möglich, dass ein Leiter, der sich zu einem Halbleiter zersetzt – ein Material mit einem Widerstand, der zwischen Isolator und fällt Dirigent. Silizium, das beim Bedrucken von Leiterplatten und anderen elektronischen Bauteilen verwendet wird, ist ein äußerst wichtiger Halbleiter.

Wenn die Elektronen eines Materials wenig Freiheit haben, sich von Atom zu Atom zu bewegen, fungiert das Material als elektrischer Isolator. Beispiele hierfür sind Glas, Gummi, Kunststoff und Luft – die drei ersteren werden häufig in elektronischen Schaltungen und Verkabelungen verwendet. Insbesondere Gummi wird oft als tragbarer Isolator verwendet, um Elektriker und andere Spezialisten vor Schlägen zu schützen, die ohne Schutz gefährlich oder tödlich sein können. Gleichzeitig wird Kunststoff bei der Ummantelung von Stromkabeln verwendet, um sicherzustellen, dass Strom nur von der Stromquelle zu Ihren Elektrogeräten fließt. In der Stromerzeugung werden Stromkabel mit großen Glasisolatoren vor dem Metall der Türme geschützt, die sie tragen.

Im Gegensatz zu Isolatoren haben leitfähige Materialien Elektronen, die lose zwischen den Atomen dieses Materials driften. Metalle sind die bekanntesten Leiter, wobei Silber, Kupfer und Gold als die drei am stärksten leitfähigen Metalle gelten. Fast alle elektrischen Drähte und Lote, die zum Verbinden elektrischer Komponenten verwendet werden, bestehen aus einem dieser drei Metalle. Viele Flüssigkeiten fungieren auch als Leiter. Batterien mit großer Kapazität enthalten Elektrolyte, die es ermöglichen, dass Elektrizität von der Elektrode der Batterie zu den Polen der Batterie transportiert wird.