การใช้ตัวนำไฟฟ้าและฉนวนไฟฟ้า

วงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ - และเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่ใช้ - ไม่สามารถทำงานได้อย่างถูกต้องโดยปราศจากความช่วยเหลือของฉนวนไฟฟ้าและตัวนำ ส่วนประกอบที่จำเป็นเหล่านี้สามารถพบได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ทำจากพลาสติก แก้ว ยาง และวัสดุอื่นๆ ตัวอย่างของฉนวนและตัวนำไฟฟ้าสามารถพบได้ในบ้าน บนถนน ในสำนักงาน และในสถานที่อื่นๆ อีกเป็นจำนวนมาก

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ฉนวนไฟฟ้า เช่น แก้ว ยาง เซรามิก และพลาสติก มีความต้านทานที่ยับยั้งหรือป้องกันไฟฟ้าไม่ให้ไหลผ่านได้ทั้งหมด ในทางตรงกันข้าม ตัวนำไฟฟ้า เช่น โลหะทั่วไป เช่น เงิน ทองแดง และเหล็กกล้า มีความต้านทานเพียงเล็กน้อยต่อกระแสไฟที่กระตุ้นให้ไฟฟ้าเคลื่อนที่ ตัวอย่างของแต่ละอย่างสามารถพบได้ในการตั้งค่าทางโลกส่วนใหญ่ สายชาร์จใช้ทั้งสองอย่างเพื่อย้ายกระแสไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานไปยังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ไม่ว่าวัสดุจะเป็นฉนวนหรือตัวนำนั้นพิจารณาจากอิเล็กตรอนของวัสดุนั้น ในขณะที่แรงภายนอกสามารถบังคับอิเล็กตรอนของวัสดุที่ดื้อรั้นบางส่วนให้ถ่ายโอนไปยังวัสดุอื่นได้ เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นเมื่อการเสียดสีระหว่างผิวหนังและผ้าทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า – โดยปกติ อิเล็กตรอนของวัสดุจะมีอิสระในการเคลื่อนที่เพียงเล็กน้อยหรือถูกผูกมัดอย่างหลวม ๆ จนลอยอยู่ในช่องว่างระหว่างวัสดุ อะตอม คุณสมบัตินี้มักจะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่ในบางสถานการณ์ เช่น กับโลหะออกซิไดซ์ เป็นไปได้สำหรับ ตัวนำที่จะย่อยสลายเป็นเซมิคอนดักเตอร์ - วัสดุที่มีความต้านทานอยู่ระหว่างฉนวนและ ตัวนำ ซิลิคอนซึ่งใช้ในการพิมพ์แผงวงจรและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ เป็นสารกึ่งตัวนำที่สำคัญอย่างยิ่ง

เมื่ออิเล็กตรอนของวัสดุมีอิสระเพียงเล็กน้อยในการเคลื่อนที่จากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอม วัสดุนั้นจะทำหน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้า ตัวอย่าง ได้แก่ แก้ว ยาง พลาสติก และอากาศ ซึ่ง 3 อย่างนี้มักใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์และสายไฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ยางมักใช้เป็นฉนวนที่สวมใส่ได้เพื่อปกป้องช่างไฟฟ้าและผู้เชี่ยวชาญอื่นๆ จากแรงกระแทกที่อาจเป็นอันตรายหรือถึงตายได้หากไม่มีการป้องกัน ในเวลาเดียวกัน พลาสติกถูกใช้ในการเคลือบสายไฟเพื่อให้แน่ใจว่ากระแสไฟฟ้าจะไหลจากแหล่งพลังงานไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้าของคุณเท่านั้น ในการผลิตไฟฟ้า สายไฟฟ้าได้รับการปกป้องจากโลหะของเสาที่บรรทุกด้วยฉนวนแก้วขนาดใหญ่

ตรงกันข้ามกับฉนวน วัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามีอิเล็กตรอนที่ลอยอย่างหลวม ๆ ระหว่างอะตอมของวัสดุนั้น โลหะเป็นตัวนำที่รู้จักกันดีที่สุดที่มีเงิน ทองแดง และทองเป็นโลหะนำไฟฟ้าสูงสุดสามชนิดที่รู้จักกัน ลวดไฟฟ้าและโลหะบัดกรีเกือบทั้งหมดที่ใช้ในการเชื่อมส่วนประกอบทางไฟฟ้านั้นทำมาจากโลหะชนิดใดชนิดหนึ่งในสามชนิดนี้ ของเหลวหลายชนิดทำหน้าที่เป็นตัวนำเช่นกัน แบตเตอรี่ความจุสูงประกอบด้วยอิเล็กโทรไลต์ที่ช่วยให้ไฟฟ้าเดินทางจากขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่ไปยังขั้วของแบตเตอรี่