Différence entre conducteur et isolant

Différence principale - conducteur ou isolant

Conducteur et Isolant sont des termes qui décrivent si un matériau donné a des propriétés favorables à la conduction de l'électricité ou de la chaleur. le différence principale entre le conducteur et l'isolant est qu'un conducteur conduit bien l'électricité ou la chaleur, alors qu'un l'isolant conduit mal l'électricité ou la chaleur. Selon que nous recherchons la capacité d’un matériau à conduire de l’électricité ou de la chaleur, nous utilisons des termes électrique conducteur / isolant ou thermique conducteur / isolant.

Qu'est-ce qu'un chef d'orchestre?

UNE conducteur thermique conduit bien la chaleur. Le taux de transfert de chaleur,  ou le courant thermique, entre deux objets ayant une différence de température de  est donné par

où,   et sont la section et la longueur du conducteur transférant la chaleur, respectivement. La lettre  est appelé le conductivité thermique, mesuré en unités de W m^-1 K^-1. Cette lettre caractérise la capacité du matériau à conduire de la chaleur. Par exemple, le cuivre a une conductivité thermique d'environ 390 W m^-1 K^-1 tandis que le bois sec a une conductivité thermique d'environ 0,05 W m^-1 K^-1.

La capacité d'un matériau à conduire électricité se caractérise par son conductivité électrique (), qui est défini comme l'inverse de la résistivité du matériau. C'est,

où, est la densité de courant et  est la force du champ électrique. En réalité, la conductivité d’un matériau est plus souvent calculée à l’aide de la formule

où, est la longueur du conducteur et est la section transversale du chef d'orchestre.  est la résistance du conducteur, donnée par le rapport de la différence de potentiel sur le conducteur au courant traversant le conducteur. Les unités de mesure de la conductivité électrique sont S m^-1 (Siemens par mètre). Le cuivre a une conductivité électrique d'environ 5,9 × 10⁷ S m^-1. tandis que le plomb a une conductivité électrique d'environ 4,6 × 10⁶ S m^-1.

Dimensions utilisées pour calculer la conductivité

Dans les métaux, les électrons sont principalement responsables du transport du courant et de la chaleur. Par conséquent, les conductivités électriques et thermiques sont étroitement liées. La relation est donnée par le Loi Wiedemann-Franz:

où T est la température absolue (en Kelvin) et est une constante appelée la Constante de Lorenz ().

le relation entre la conductivité thermique et électrique pour les non-métaux ne sont pas si clairement liés: c’est parce que l’électricité est toujours transportée par libre les porteurs de charge alors que la chaleur peut également être conduite par des vibrations d’ions qui ne sont pas libres de se déplacer. En règle générale, les matériaux avec des liaisons métalliques sont de bons conducteurs thermiques et électriques, car ils contiennent des électrons libres qui peuvent facilement se déplacer et conduire à la fois de l'électricité et de la chaleur..

Qu'est-ce qu'un isolant?

Un matériau à faible conductivité thermique est appelé un isolant thermique. Le verre est également un bon isolant, avec une conductivité thermique d’environ 0,8 Wm^-1 K^-1. L’air est un isolant thermique encore meilleur, avec une conductivité thermique d’environ 0,02 W m^-1 K^-1. Le verre à double vitrage utilise la faible conductivité thermique de l'air pour isoler les habitations en ayant une couche d'air emprisonnée entre deux couches de verre.

De même, isolateurs électriques sont des matériaux à faible conductivité électrique. Le PVC, qui sert à isoler les câbles, a une conductivité très faible de l'ordre de 10^-12 -  dix^-13 S m^-1. En règle générale, les matériaux en polymères (ayant des liaisons covalentes avec très peu d'électrons libres) sont de bons isolants thermiques et électriques, car la plupart de leurs électrons sont étroitement liés..

Différence entre conducteur et isolant

Les chefs d'orchestre sont bons pour conduire la chaleur et / ou l'électricité

Isolateurs ne sont pas bons pour conduire la chaleur et / ou l'électricité.

Le meilleur les conducteurs avoir de nombreux porteurs libres, tels que des électrons.

Le meilleur isolateurs n'ont pas beaucoup d'opérateurs gratuits.

Courtoisie d'image

“Diagramme quelque peu caricatural de la géométrie de l'équation de la résistivité.” De User: Omegatron (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons