Perbedaan Utama – Konduktor vs. Isolator
Konduktor dan isolator adalah istilah yang menggambarkan apakah bahan tertentu memiliki sifat yang menguntungkan untuk menghantarkan listrik atau panas. Perbedaan yang menonjol antara konduktor dan isolator adalah konduktor menghantarkan listrik atau panas dengan baik , sedangkan isolator menghantarkan listrik atau panas dengan buruk . Berdasarkan apakah kita tertarik pada kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan listrik atau panas, kita menggunakan istilah listrik konduktor/isolator atau konduktor/isolator termal .
Yang perlu anda ketahui tentang Konduktor?
Konduktor termal menghantarkan panas dengan baik. Laju perpindahan panas, atau arus panas, antara dua benda yang memiliki perbedaan suhu diberikan oleh
di mana, dan adalah luas penampang dan panjang konduktor yang mentransfer panas masing-masing. Huruf tersebut disebut konduktivitas termal , diukur dalam satuan W m -1 K -1 . Huruf ini mencirikan kemampuan bahan untuk menghantarkan panas. Sebagai contoh, tembaga memiliki konduktivitas termal sekitar 390 W m -1 K -1 sedangkan kayu kering memiliki konduktivitas termal sekitar 0,05 W m -1 K -1 .
Kemampuan material untuk menghantarkan listrik dicirikan oleh konduktivitas listriknya () , yang didefinisikan sebagai kebalikan dari resistivitas material . Itu adalah,
di mana, adalah rapat arus dan kuat medan listrik. Pada kenyataannya, konduktivitas suatu material lebih sering dihitung dengan menggunakan rumus
di mana, adalah panjang konduktor dan luas penampang konduktor. adalah resistansi konduktor, yang diberikan oleh rasio perbedaan potensial melintasi konduktor dengan arus yang melalui konduktor. Satuan untuk mengukur konduktivitas listrik adalah S m -1 (Siemens per meter). Tembaga memiliki konduktivitas listrik sekitar 5,9×10 7 S m -1 . sedangkan timbal memiliki daya hantar listrik sekitar 4,6×10 6 S m -1 .
Dimensi yang digunakan untuk menghitung konduktivitas
Dalam logam, elektron terutama bertanggung jawab untuk membawa arus dan panas. Maka dari itu, konduktivitas listrik dan termal berhubungan erat. Hubungan tersebut diberikan oleh hukum Wiedemann-Franz :
di mana, T adalah suhu mutlak (dalam Kelvin) dan merupakan konstanta yang disebut konstanta Lorenz ().
Hubungan antara konduktivitas termal dan listrik untuk non-logam tidak begitu jelas terkait: ini karena listrik selalu dibawa oleh pembawa muatan bebas sedangkan panas dapat juga dilakukan oleh getaran ion yang tidak bebas bergerak. Biasanya, bahan dengan ikatan logam adalah konduktor termal dan listrik yang baik, karena mengandung elektron bebas yang dapat dengan mudah bergerak dan menghantarkan listrik dan panas.
Yang perlu anda ketahui tentang Isolator?
Bahan dengan konduktivitas termal rendah disebut isolator termal . Kaca juga merupakan isolator yang baik, dengan konduktivitas termal sekitar 0,8 W m -1 K -1 . Udara adalah isolator termal yang lebih baik, dengan konduktivitas termal sekitar 0,02 W m -1 K -1 . Kaca berlapis ganda memanfaatkan konduktivitas termal udara yang rendah untuk menyekat rumah dengan membuat lapisan udara terperangkap di antara dua lapisan kaca.
Demikian pula, isolator listrik adalah bahan dengan konduktivitas listrik rendah. PVC, yang digunakan untuk mengisolasi kabel, memiliki konduktivitas yang sangat rendah dari urutan 10 -12 – 10 -13 S m -1 . Biasanya, bahan yang terbuat dari polimer (memiliki ikatan kovalen di antara mereka dengan elektron bebas yang sangat sedikit) adalah isolator termal dan listrik yang baik karena sebagian besar elektronnya terikat erat.
Perbedaan Antara Konduktor dan Isolator
Konduktor pandai menghantarkan panas dan/atau listrik
Isolator tidak baik dalam menghantarkan panas dan/atau listrik.
Konduktor terbaik memiliki banyak pembawa bebas, seperti elektron.
Isolator terbaik tidak memiliki banyak operator gratis.
Gambar Courtesy
“Diagram yang agak kartun dari geometri persamaan resistivitas.” oleh Pengguna: Omegatron (Karya Sendiri) [ CC BY-SA 3.0 ], melalui Wikimedia Commons
