Strom fließt auf atomarer Ebene aus Elektronen, die sich zwischen Atomen einer Substanz bewegen. Diese valenten oder freien Elektronen variieren zwischen den Substanzen, wodurch sie unterschiedliche elektrische Eigenschaften aufweisen. Die Substanzen, die elektrischen Strom gut transportieren, werden als Leiter bezeichnet, während Substanzen, die diese Bewegung hemmen, als Isolatoren bezeichnet werden.
Es gibt viele Arten von Leitern und Isolatoren.Dirigenten
Materialien, die Atome mit frei beweglichen Elektronen besitzen, werden in allen Branchen und Bereichen, in denen Elektrizität benötigt wird, als Leiter verwendet. Viele Metalle haben gute Leitfähigkeitseigenschaften, darunter Kupfer, Aluminium, Stahl, Blei, Gold und Silber. Andere Metalle wie Eisen können elektrische Ströme transportieren, jedoch nicht so effizient.
Halbleiter
Einige Materialien besitzen die Eigenschaften von Leitern und Isolatoren wie Silikon und Germanium. Diese Substanzen sind das Herzstück der modernen Elektronik und enthalten vier Valenzelektronen. Sie bieten die Schaltfähigkeiten, die für Transistoren, integrierte Chips und Computerprozessoren erforderlich sind. Andere Halbleiter umfassen Photovoltaikzellen, Leuchtdioden (LED) und Gleichrichter.
Natürliche Isolatoren
Die meisten in der Natur vorkommenden Substanzen fallen in die Kategorie der Isolatoren. Diese Substanzen sind in der Regel eine Kombination aus reineren Isolatoren wie Holz, Ton und Gestein. Stroh, Stoff und Harz wurden in der Vergangenheit alle als elektrische Isolatoren verwendet, und Porzellan wurde im frühen Baualter traditionell für Hoch- und Niedrigstromleitungen verwendet.
Isolatoren
Substanzen mit sieben oder acht Valenzelektronen werden als Isolatoren bezeichnet. Diese hemmen den Stromfluss auf atomarer Ebene und dienen dazu, elektrische Signale zu trennen und zu isolieren. Beispiele für herkömmliche Isolatoren sind Gummi, Kunststoffe und Glas. Es wurden auch synthetische Isolatoren entwickelt, einschließlich Nylon- und Papierverbundstoffen.
