Isolatorer och ledare

Elektricitet. Användbart till så mycket. När elektriciteten rusar genom sladden i den här ljusslingan, går den genom lamporna, och gör så de lyser. Ingen fara, Philip. Elektriciteten kan inte göra dig illa, fastän du håller sladden i handen.

Jo, elektricitet kan var farligt, men titta på sladden -- du rör bara plasten, på utsidan. Inne i sladden går det trådar, som är gjorda av metallen koppar. Och det är genom kopparn den elektriska laddningen går. Elektrisk laddning älskar material som koppar, för att den kan röra sig snabbt och enkelt genom det. Koppar leder elektricitet.

Det är en ledare. Plast är annorlunda. Plast släpper inte igenom elektricitet. Det isolerar dig från den, så du inte får en stöt. Plast är en bra isolator.

Vad är det då som gör att koppar är en ledare, och plast en isolator? Vi backar lite. Elektricitet har med laddning att göra och laddning kan vara positiv, eller negativ. Laddade partiklar vill alltid vara i balans, så att det finns lika mycket positiv som negativ laddning där de är. Och när det inte är balans, så längtar de intensivt efter att få det.

Den här längtan mellan negativ och positiv laddning; det är den elektro-magnetiska kraften, som drar i de laddade partiklarna. En elektron är en laddad partikel, med en negativ laddning. Och när vi pratar om elektricitet så är just elektronen den laddade partikel vi bryr oss mest om. Området till vänster har negativ laddning -- ett överskott på elektroner. Och till höger, ett område med positiv laddning -- ett underskott på elektroner, så att protonerna är i majoritet.

Protonerna dras mot elektronerna, men de sitter hårt fast och kan inte ta vägen nånstans. Elektronerna å sin sida, känner av protonerna och längtar efter att ta sig dit. De här elektronerna sitter inte så hårt fast i sina atomer, så de kan röra sig, men de kommer inte långt, för det är bara tomrum emellan, och det är för långt för att hoppa. Så vi hjälper dem lite, och kopplar in en kabel, en ledare av koppar. Grundämnet koppar har nämligen en finurlig egenskap: En kopparatom har tjugonio elektroner.

Tjugoåtta av dem sitter hårt fast i atomen, men en av dem kan röra sig fritt. Den här fria elektronen hoppar runt, och kan byta plats med de andra kopparatomernas fria elektroner i kabeln. Och det är de här fria elektronerna som gör att koppar leder elektrisk ström. I alla ledare kan elektroner röra sig fritt. Okej, det var ledare.

Nu byter vi ut kopparledaren mot ett snöre av plast istället. De flesta plaster har inga, eller nästan inga, fria elektroner alls. Molekylerna i plasten håller hårt i alla sina elektroner. Så hur mycket elektronerna än längtar efter att ta sig över, så händer inget alls. Plast är en isolator, för att elektronerna i plasten inte kan röra sig fritt.

De flesta metaller har fria elektroner, och är bra ledare. Silver, koppar guld, aluminium, järn. . Medan plast, glas och keramik är bra isolatorer -- de leder nästan ingen ström alls. Det är därför man kan hålla i en sladd, även om det finns ström på insidan. Nej, klipp inte!

Ja, ljusslingan är lite för lång. Men om du knipsar av den med en tång, skär du igenom plastisoleringen. Och tången, som är av metall, kommer i kontakt med koppartrådarna. Vart tar strömmen vägen då tror du? Just det, in i dig, om du har otur.

Ja, det där är mycket bättre,