Diferencia entre conductor y aislante

Diferencia Principal - Conductor vs. Aislante

Conductor y Aislante son términos que describen si un material dado tiene propiedades favorables para conducir electricidad o calor. La principal principal entre conductor y aislante es que un conductor conduce bien la electricidad o el calormientras que un aislante conduce mal la electricidad o el calor. Según si estamos interesados ​​en la capacidad de un material para conducir electricidad o calor, usamos términos eléctrico conductor/aislante o térmico conductor/aislante.

que es un conductor

A conductor térmico conduce bien el calor. La tasa de transferencia de calor, o la corriente de calor, entre dos objetos que tienen una diferencia de temperatura de es dado por

dónde, y son el área de la sección transversal y la longitud del conductor que transfiere calor, respectivamente. La carta se llama el conductividad térmicamedido en unidades de W m^-1 k^-1. Esta letra caracteriza la capacidad del material para conducir el calor. Por ejemplo, el cobre tiene una conductividad térmica de unos 390 W·m^-1 k^-1 mientras que la madera seca tiene una conductividad térmica de alrededor de 0,05 W m^-1 k^-1.

La capacidad de un material para conducir electricidad se caracteriza por su conductividad eléctrica (), que se define como el recíproco de la resistividad del material. Eso es,

dónde, es la densidad de corriente y es la intensidad del campo eléctrico. En realidad, la conductividad de un material se calcula más a menudo usando la fórmula

dónde, es la longitud del conductor y es el área de la sección transversal del conductor. es la resistencia del conductor, dada por la relación entre la diferencia de potencial a través del conductor y la corriente a través del conductor. Las unidades para medir la conductividad eléctrica son S m^-1 (Siemens por metro). El cobre tiene una conductividad eléctrica de aproximadamente 5,9 × 10⁷ S m^-1. mientras que el plomo tiene una conductividad eléctrica de alrededor de 4,6 × 10⁶ S m^-1.

Dimensiones utilizadas para calcular la conductividad

En los metales, los electrones son los principales responsables de transportar la corriente y el calor. Por lo tanto, las conductividades eléctrica y térmica están estrechamente relacionadas. La relación está dada por la Ley de Wiedemann-Franz:

donde, T es la temperatura absoluta (en Kelvin) y es una constante llamada Constante de Lorenz ().

los relación entre conductividad térmica y eléctrica porque los no metales no están tan claramente relacionados: esto se debe a que la electricidad siempre es transportada por libre portadores de carga, mientras que el calor también puede ser conducido por vibraciones de iones que no tienen libertad de movimiento. Por lo general, los materiales con enlaces metálicos son buenos conductores térmicos y eléctricos, porque contienen electrones libres que pueden moverse fácilmente y conducir tanto la electricidad como el calor.

¿Qué es un aislante?

Un material con baja conductividad térmica se llama aislante térmico. El vidrio también es un buen aislante, con una conductividad térmica de aproximadamente 0,8 W·m^-1 k^-1. El aire es un aislante térmico aún mejor, con una conductividad térmica de aproximadamente 0,02 W·m^-1 k^-1. El vidrio de doble acristalamiento aprovecha la baja conductividad térmica del aire para aislar los hogares al tener una capa de aire atrapada entre dos capas de vidrio.

Similarmente, aisladores electricos Son materiales con baja conductividad eléctrica. El PVC, que se utiliza para aislar cables, tiene una conductividad muy baja del orden de 10^-12 – 10^-13 S m^-1. Por lo general, los materiales hechos de polímeros (que tienen enlaces covalentes entre ellos con muy pocos electrones libres) son buenos aislantes térmicos y eléctricos porque la mayoría de sus electrones están fuertemente unidos.

Diferencia entre conductor y aislante

Conductores son buenos para conducir el calor y/o la electricidad

aisladores no son buenos para conducir el calor y/o la electricidad.

Lo mejor conductores tienen muchos portadores libres, como los electrones.

Lo mejor aisladores no tiene muchos transportistas libres.

Imagen de cortesía

"Un diagrama algo caricaturesco de la geometría de la ecuación de resistividad". por Usuario:Omegatron (Trabajo propio) [CC BY-SA 3.0]a través de Wikimedia Commons

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