ตัวนำกับฉนวน

การที่วัสดุชนิดหนึ่งนำกระแสไฟฟ้าได้หรือไม่ ขึ้นอยู่กับสิ่งเดียว นั่นคืออิเล็กตรอนของมันเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ หรือถูกยึดไว้อย่างแน่นหนา ตัวนำ มีอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากและทำให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ง่าย เช่น ทองแดง ทองคำ อะลูมิเนียม และเงิน ส่วน ฉนวน จะยึดอิเล็กตรอนไว้แน่นและขวางกระแสไฟฟ้า เช่น พลาสติก ยาง แก้ว ไม้แห้ง และอากาศ

นี่จึงเป็นเหตุผลที่สายเคเบิลทุกเส้นประกอบด้วยวัสดุทั้งสองชนิดพร้อมกัน คือมีตัวนำ (ทองแดง) เพื่อพากระแสไฟฟ้าไปยังจุดที่ต้องการ และหุ้มด้วยฉนวน (พลาสติก) เพื่อป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในที่ที่ไม่ต้องการ วัสดุทั้งสองชนิดทำหน้าที่ตรงข้ามกันในสายไฟเส้นเดียวกัน

ระหว่างปลายทั้งสองด้านนี้ยังมี สารกึ่งตัวนำ อย่าง ซิลิคอน ซึ่งเป็นฉนวนที่เราสามารถ เปิดให้มันนำไฟฟ้า ได้ตามต้องการ ความสามารถในการควบคุมนี้เป็นรากฐานทั้งหมดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ไม่ว่าจะเป็นชิป ทรานซิสเตอร์ หรือ LED ล้วนสร้างจากสารกึ่งตัวนำ