Apa perbedaan antara konduktor listrik dan isolator listrik

Setiap benda tersusun atas atom. Atom adalah unit dasar dari semua benda yang terdiri dari nukleus ‘inti atom’ dan dikelilingi oleh awan elektron yang bermuatan negatif. Atom dari berbagai benda memiliki ciri khas masing-masing, termasuk sifatnya yang berhubungan dengan kelistrikan. Ada benda yang mudah menghantarkan listrik (konduktor), ada pula benda yang sukar menghantarkan listrik (isolator).

Mengapa konduktor mudah menghantarkan listrik? Bahan konduktor memiliki elektron pada kulit atom terluar yang gaya tariknya terhadap inti atom lemah. Dengan demikian, apabila ujung-ujung konduktor dihubungkan dengan tegangan kecil saja elektron akan bergerak bebas sehingga mendukung terjadinya aliran elektron (arus listrik) melalui konduktor. Hampir semua logam seperti alumunium, besi, tembaga, dan perak, termasuk bahan konduktor. Ketika konduktor diberi muatan, muatan tersebut segera disebarkan ke seluruh permukaan konduktor.

Mengapa isolator sukar menghantarkan listrik? Bahan isolator memiliki elektron pada kulit atom terluar yang gaya tariknya dengan inti atom sangat kuat. Apabila ujung-ujung isolator dihubungkan dengan tegangan kecil, elektron terluarnya tidak sanggup melepaskan gaya ikat inti. Oleh karena itu, tidak ada elektron yang mengalir dalam isolator, sehingga tidak ada arus listrik yang mengalir melalui isolator. Akibatnya, bahan ini sukar menghantarkan listrik. Hampir semua nonlogam bersifat isolator seperti kaca, plastik, ebonit, dan karet.

Dari penjelasan di atas, kita bisa mengetahui alasan penggunaan bahan tembaga atau alumunium sebagai bahan kabel listrik. Kedua bahan tersebut dapat menghantarkan listrik. Untuk pembungkus kabel menggunakan bahan termoplastik, karena merupakan bahan isolator. Termoplastik adalah jenis plastik yang menjadi lunak jika dipanaskan dan akan mengeras jika didinginkan dan proses ini bisa dilakukan berulang kali. Begitu pula dengan penggunaan sendal karet pada saat membetulkan gangguan listrik, karena merupakan bahan isolator.

Bumi atau tanah dapat dianggap sebagai konduktor. Bumi memiliki elektron yang tak terhingga banyaknya. Elektron dari bumi dapat bergerak melalui bahan konduktor. Dalam kelistrikan, terdapat istilah ditanahkan yang lebih sering disebut grounding atau ground. Grounding penangkal petir adalah contoh suatu perangkat instalasi yang berfungsi untuk melepaskan arus petir kedalam bumi, salah satu kegunaannya untuk melepas muatan arus petir. Grounding tersebut dilakukan dengan menghubungkan suatu benda konduktor ke dalam tanah atau ke bumi.

Secara umum, konduktivitas mengacu pada kapasitas suatu zat untuk mentransmisikan listrik atau panas. Sebuah konduktor menghantarkan listrik karena menawarkan sedikit atau tidak ada perlawanan terhadap aliran elektron, sehingga mengarah ke aliran arus listrik. 

Biasanya, logam, paduan logam, elektrolit dan bahkan beberapa nonlogam, seperti grafit dan cairan, termasuk air, adalah konduktor listrik yang baik. Perak unsur murni adalah salah satu konduktor listrik terbaik. Konduktor listrik yang baik lainnya di antara lain berikut:

• tembaga
• baja
• emas
• perak
• platinum
• aluminium
• kuningan

Manusia juga merupakan penghantar listrik yang baik, itulah sebabnya menyentuh seseorang yang mengalami sengatan listrik menyebabkan orang yang menyentuhnya mengalami sengatan listrik yang sama. Dalam sistem listrik dan elektronik, konduktor terdiri dari logam padat yang dibentuk menjadi kabel atau diukir pada papan sirkuit tercetak.

Karakteristik utama konduktor listrik

Karakteristik penting dari konduktor listrik meliputi:

• Ini memastikan pergerakan bebas elektron atau ion untuk melaluinya.
• Ia memiliki medan listrik nol di dalamnya, yang memungkinkan pergerakan elektron atau ion.
• Di luar konduktor, medan listrik tegak lurus terhadap permukaan konduktor.
• Ini memiliki kerapatan muatan nol, memastikan bahwa muatan positif dan negatif saling meniadakan dan muatan bebas hanya ada di permukaan.

Selain itu, konduktor memiliki resistansi rendah dan konduktivitas termal yang tinggi. Selanjutnya, konduktor yang ditempatkan dalam medan magnet tidak menyimpan energi. Akhirnya, kedua ujung konduktor berada pada potensial yang sama.

Listrik mengalir melalui konduktor ketika potensial diubah di satu ujung, yang memungkinkan elektron mulai mengalir dari satu ujung ke ujung lainnya.

Cara kerja konduktor

Menurut teori pita dalam fisika solid-state, padatan memiliki pita valensi dan pita konduksi. Agar suatu bahan dapat menghantarkan arus listrik, tidak boleh ada celah energi antara pita valensi dan pita konduksinya. 

Jadi, dalam konduktor, pita-pita ini tumpang tindih, memungkinkan elektron mengalir melalui material bahkan ketika voltase minimal diterapkan. Karena elektron terluar pada pita valensi hanya terikat secara longgar pada atom, penerapan tegangan, gaya gerak listrik atau efek termal menggairahkannya, yang memindahkannya dari pita valensi ke pita konduksi.

Pada pita konduksi, elektron-elektron ini dapat bergerak bebas kemana saja, menghasilkan elektron yang melimpah pada pita ini. Elektron ini bergerak dengan gerakan bolak-balik, bukan dalam garis lurus. Itu sebabnya kecepatan mereka dikenal sebagai kecepatan melayang, atau Vd. Karena kecepatan hanyut inilah elektron bertabrakan dengan atom bahan atau elektron lain di dalam pita konduksi konduktor.

Ketika ada perbedaan potensial dalam konduktor di dua titik, elektron mengalir dari titik dengan potensi yang lebih rendah ke titik dengan potensi yang lebih tinggi. Elektron dan listrik mengalir dalam arah yang berlawanan. Dalam situasi ini, hanya resistansi kecil yang ditawarkan oleh bahan konduktor.

Apa itu isolator?

Bahan yang tidak memungkinkan arus listrik atau panas melewatinya dikenal sebagai isolator, atau bahan dielektrik. Intinya isolator adalah bahan-bahan yang menghantarkan listrik dengan buruk. Sebagian besar isolator bersifat padat. Contohnya termasuk berikut ini:

• kayu
• kain
• kaca
• kuarsa
• mika
• plastik
• porselen
• karet

Sebagian besar gas dan beberapa jenis air suling juga merupakan isolator yang baik.

Resistor, semikonduktor dan superkonduktor

Bahan yang menghantarkan listrik dengan cukup baik tetapi tidak sebaik konduktor dikenal sebagai resistor. Contoh paling umum dari resistor adalah kombinasi karbon dan tanah liat, dicampur dalam rasio tertentu untuk menghasilkan oposisi yang konstan dan dapat diprediksi terhadap arus listrik.

Semikonduktor bertindak sebagai konduktor yang baik dalam beberapa kondisi tetapi sebagai konduktor yang buruk dalam kondisi lain. Dalam semikonduktor, baik elektron dan apa yang disebut lubang, ketiadaan electron, bertindak sebagai pembawa muatan. Contoh semikonduktor termasuk silikon, germanium dan berbagai oksida logam.

Pada suhu yang sangat rendah, beberapa logam menghantarkan listrik lebih baik daripada zat yang diketahui pada suhu kamar. Fenomena ini disebut superkonduktivitas. Zat yang berperilaku seperti ini disebut superkonduktor.

Aplikasi konduktor listrik

Konduktor berguna untuk banyak aplikasi, yaitu:

• Aluminium, konduktor panas dan listrik yang baik, biasanya digunakan untuk membuat peralatan masak.
• Besi, konduktor panas yang baik, digunakan dalam pembuatan mesin kendaraan.
• Konduktor juga digunakan dalam radiator mobil untuk membuang panas dari mesin.

Isolator juga digunakan untuk banyak aplikasi umum. Misalnya, karet digunakan untuk membuat pakaian dan alas kaki tahan api. Plastik sering disertakan dalam peralatan listrik untuk mencegah pengguna terkena sengatan listrik. Isolator juga melindungi pengguna dari api dan suara.

Apa perbedaan antara konduktor dan isolator sebutkan contohnya?

Apa perbedaan antara isolator dan konduktor tuliskan jawabannya?

Apakah muatan listrik dapat berpindah Jelaskan perbedaan konduktor dan isolator?

Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan konduktor?