Materialen die geen stroom doorlaten, zijn isolators. Een voorbeeld van een isolator is plastic. Hier kunnen de elektronen niet vrij bewegen. Daardoor kan het materiaal geen stroom geleiden.
Metalen als aluminium, koper, zilver en goud geleiden elektrische stroom erg goed. Koper wordt daarom op grote schaal als geleider, bijvoorbeeld in stroomdraad, toegepast.
Voorbeelden van isolatoren zijn hout, plastic , rubber, glas en vooral lucht. Een gesloten stroomkring ontstaat zodra er een weg is waarlangs elektronen van de positieve-pool naar de negatieve-pool van een spanningsbron kunnen lopen (video 1).
Dit komt doordat de elektronen in plastics niet zo snel kunnen bewegen als in metalen.
De elektronen kunnen vrij bewegen. De reden dat metalen goed stroom kunnen geleiden is de aanwezigheid van deze vrij bewegende elektronen, ook wel vrije elektronen of geleidingselektronen genoemd. Deze vrije elektronen kunnen de stroom, wat niets anders is dan elektronen, gemakkelijk door het metaal doorgeven.
Voorbeelden van geleiders zijn: koper, ijzer, lood en koolstof. Alle metalen laten elektrische energie goed door en zijn dus geleiders. Stoffen waar elektrische energie slecht doorheen gaat noemen we isolatoren. Voorbeelden van isolatoren zijn: plastic, rubber, hout en lucht.
Aluminium heeft krachtige geleidende eigenschappen: het materiaal is zowel voor warmte als elektriciteit een goede geleider. Dat maakt het tot een nuttig metaal voor toepassingen in koelingssystemen en verwarmingssystemen.
Zilver en koper zijn twee van de best geleidende metalen. Doordat de elektronen zich vrijwel als een gas door het kristalrooster kunnen bewegen, is de soortelijke weerstand hiervan laag. Dat zorgt voor de goede geleiding van de stroom.
Isolatoren zijn stoffen die atomen bevatten waarvan de elektronen stevig gebonden zijn. De verplaatsing van elektronen doorheen het materiaal zal onmogelijk zijn. Bijgevolg kan er geen elektrische stroom doorheen het materiaal vloeien. Goede isolatoren zijn PVC, rubber, porselein, glas, hout, steen, enz..
Kunststoffen zijn normaal gesproken niet elektrisch geleidend en kunnen door wrijving statisch worden opgeladen.
Alle metalen zijn geleiders. De beste, dat wil zeggen met de kleinste soortelijke weerstand, zijn zilver en koper, omdat hun enige valentie-elektron zich vrijwel als een vrij gas door het kristalrooster beweegt, maar ook aluminium is een goede geleider.
Wol en polyester, zijn twee voorbeelden van stoffen waarbij staticiteit vaker voorkomt. Draag linnen of katoen als je statische kleding wilt vermijden.
Materialen. Plastic, met name pvc en XLPE, in draad en kabels. Veel tapijten zijn door het gebruik van kunststoffen een goede isolator. Gereedschappen zoals schroevendraaiers en tangen hebben isolerende kunststof handgrepen.
Hout geleidt immers geen elektriciteit. We noemen hout een 'isolator'. De stroomkring wordt dus niet gesloten. Van alle opgesomde materialen is koper de beste geleider.
De reden: plastic is een heel slechte geleider met een erg hoge weerstand voor elektrische stroom. Zo'n stoffen noemen we isolatoren, ze beschermen ons tegen de gevaren van elektrische stroom.
Aluminium heeft een betere warmtegeleiding dan staal of gietijzer. De warmte in een aluminium radiator wordt dus beter geleid. Daarnaast heeft een aluminium radiator een lage waterinhoud – ongeveer een vijfde van een traditionele radiator.
Metallisch aluminium is een uitstekende elektrische geleider, vergelijkbaar met de geleidbaarheid van goud. De anodiseerlaag die uit aluminiumoxide bestaat is juist een uitstekende elektrische isolator.
Materialen die geen stroom doorlaten, zijn isolators. Een voorbeeld van een isolator is plastic. Hier kunnen de elektronen niet vrij bewegen. Daardoor kan het materiaal geen stroom geleiden.
Normaal is katoen een stof die geen statische lading kan 'vasthouden' daar zij een goede geleider is. Bij een relatieve luchtvochtigheid van minder dan 10% blijkt katoen echter wel een uitstekende isolator te zijn en kan heel goed opgeladen worden.
Metalen die goed warmte geleiden, zoals zilver, geleiden ook goed elektriciteit en andersom. Metalen die relatief slecht warmte geleiden, zoals lood, geleiden ook minder goed elektriciteit. Het verband ontstaat omdat in metalen zowel warmtegeleiding als elektriciteitsgeleiding plaatsvinden door vrije elektronen.
Hoewel goud een goede geleider is, heeft het een iets hogere weerstand dan koper en zilver. In termen van puur geleidingsvermogen wordt goud meestal niet beschouwd als superieur aan koper of zilver.
Om elektriciteit te kunnen geleiden, hebben we een geleidend materiaal nodig. Hiertoe behoren zilver, koper, goud en aluminium.
De meeste niet-metalen zijn slechte geleiders van elektriciteit, hoewel koolstof in zijn grafietmodificatie daar een uitzondering op is. De niet-metalen kunnen bij kamertemperatuur gasvormig, vloeibaar of vast zijn. Bij lagere temperatuur vormen zij in het algemeen vaste stoffen met een molecuulrooster.
Zilver beschikt over een goede elektrische geleiding. Hierdoor is zilver geschikt om te verwerken in elektrische en elektronische producten. Zilver wordt ook gebruikt om voorwerpen van minderwaardige metalen te verzilveren.
Rubber is over het algemeen een slechte geleider. Er kan echter door toevoeging van bepaalde additieven wel een verbeterde geleiding verkregen worden.