1. Elektronbindning:
* ledare: Hos ledare som metaller är de yttersta elektronerna (valenselektroner) löst bundna till atomerna. Dessa elektroner kan enkelt röra sig fritt i hela materialet och bära elektrisk ström.
* isolatorer: I isolatorer som gummi eller glas är valenselektronerna tätt bundna till sina respektive atomer. De lossnar inte lätt eller rör sig fritt, vilket gör det svårt för el att flyta.
2. Energiknap:
* ledare: Dirigenter har ett mycket litet energigap mellan sitt valensband (där elektroner bor) och ledningsband (där elektroner kan röra sig fritt). Detta lilla gap gör det möjligt för elektroner att enkelt hoppa in i ledningsbandet med till och med en liten mängd energi.
* isolatorer: Isolatorer har ett stort energigap. En betydande mängd energi krävs för att locka elektroner från valensbandet till ledningsbandet. Detta gör det mycket svårt för elektroner att röra sig fritt.
3. Inga gratis laddningsbärare:
* ledare: Ledare har rikliga gratis laddningsbärare (elektroner) tillgängliga för att flytta och bära ström.
* isolatorer: Isolatorer har mycket få gratis laddningsbärare. De tätt bundna elektronerna gör det svårt för dem att bidra till elektrisk konduktivitet.
Tänk på det så här:
* ledare: Föreställ dig en motorväg med bilar (elektroner) som rör sig fritt.
* isolatorer: Föreställ dig en tätt packad parkeringsplats med bilar (elektroner) låsta på plats.
Undantag:
Även om isolatorer i allmänhet inte genomför el, finns det några undantag:
* nedbrytningsspänning: När de utsätts för extremt höga spänningar kan isolatorer bryta ner och genomföra el. Detta händer när det elektriska fältet blir tillräckligt starkt för att övervinna energigapet och fria elektroner.
* Semiconductors: Dessa material faller någonstans mellan ledare och isolatorer och uppvisar variabel konduktivitet beroende på förhållanden som temperatur och föroreningar.
Sammanfattningsvis: De tätt bundna elektronerna och stora energiklyftor i isolatorer hindrar dem från att enkelt genomföra el. De motstår flödet av elektrisk laddning under normala omständigheter.
