Woher weiß man, ob ein Material ein Leiter oder ein Isolator ist? Ein Material, das Energie überträgt, ist ein Leiter, während ein Material, das der Energieübertragung widersteht, ein Isolator ist. Es gibt verschiedene Arten von Leitern und Isolatoren, weil es verschiedene Formen von Energie gibt. Materialien, die Elektronen, Protonen oder Ionen leiten, sind elektrische Leiter. Sie leiten Elektrizität. Materialien, die Wärme leiten, sind Wärmeleiter. Stoffe, die Schall übertragen, sind akustische Leiter. Für jede Art von Leiter gibt es entsprechende Isolatoren.
Viele Materialien sind sowohl elektrische als auch thermische Leiter oder Isolatoren. Es gibt jedoch Ausnahmen, also nimm nicht an, nur weil eine Probe eine Energieform leitet (isoliert), dass sie sich für andere Energieformen genauso verhält! Hier sind Beispiele für elektrische und thermische Leiter und Isolatoren.
Beispiele für elektrische Leiter
Elektrische Leiter haben in der Regel lose gebundene Elektronen. Die meisten Metalle sind ausgezeichnete elektrische Leiter. Das Element, das der beste elektrische Leiter ist, ist Silber. Auch Flüssigkeiten, die Ionen enthalten, leiten Strom. Dazu gehören Salzlösungen, Säuren und Basen.
- Silber
- Kupfer
- Gold
- Aluminiumfolie
- Graphit
- Stahl
- Bronze
- Messing
- Meerwasser
- Zitronensaft
Beispiele für elektrische Isolatoren
Die meisten organischen Materialien sind elektrische Isolatoren, weil sich die Elektronen in kovalenten Bindungen nicht so frei bewegen können. Meerwasser enthält Ionen und leitet Strom, aber reines Wasser ist ein elektrischer Isolator. Einige Elemente können je nach ihrer Form oder ihrem Allotrop leitend oder isolierend sein. Graphit ist ein elektrischer Leiter, während Diamant ein elektrischer Isolator ist.
- Gummi
- Trockenes Holz
- Luft
- Glas
- Trockenes Papier
- Kunststoff
- Porzellan
- Glas
- Öl
- Diamant
- Reines Wasser
- Quarz
- Berylliumoxid
- Glimmer
Wärmeleitende Beispiele
Die meisten Metalle leiten sowohl Wärme als auch Strom. Aber elektrische und thermische Leitfähigkeit gehen nicht immer Hand in Hand. Diamant ist zum Beispiel ein elektrischer Isolator, aber ein ausgezeichneter Wärmeleiter. Kristalline Materialien leiten oft Wärme.
- Silber
- Gold
- Kupfer
- Diamant
- Edelstahl
- Aluminium
- Berylliumoxid
- Glimmer
- Kohlenstoffnanoröhren
- Bronze
Wärmeisolator Beispiele
Wärmeisolatoren widerstehen dem Wärmefluss. Bau- und Bekleidungsmaterialien sind oft Isolatoren. Obwohl man annehmen könnte, dass Glas ein Wärmeleiter ist, ist es eigentlich ein Isolator. Wärmeisolatoren enthalten entweder offene Räume in ihrer Struktur oder ihre Atome und Moleküle sind unregelmäßig angeordnet.
- Wasser
- Polystyrolschaum
- Kunststoff
- Mineralwolle
- Holz
- Luft
- Glas
- Ziegel
- Wolle
- Öl
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