Ένας μονωτής είναι ένα υλικό που είναι κακός αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας ή θερμότητας. Μερικοί συνηθισμένοι μονωτές περιλαμβάνουν ξύλο, πλαστικό, γυαλί, πορσελάνη και φελιζόλ. Το φελιζόλ και το πλαστικό βλέπουν ευρεία χρήση σε οικιακές εφαρμογές. Τα δάπεδα, οι στέγες και τα υπόγεια συχνά έχουν μόνωση αφρού ουρεθάνης, καθώς μειώνει το κόστος θέρμανσης διατηρώντας τη θερμότητα στα σπίτια. Ορισμένες ιδιότητες περιορίζουν την ικανότητα ενός μονωτή να μεταφέρει θερμότητα και ηλεκτρισμό.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Οι μονωτές είναι κακοί αγωγοί θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας, λόγω της στενής δέσμευσης ηλεκτρονίων στα άτομα και τα μόριά τους. Παραδείγματα περιλαμβάνουν αέρα, καουτσούκ, τεφλόν, φελιζόλ, ύφασμα και υαλοβάμβακα.
Υψηλή αντίσταση
Η ικανότητα παρεμπόδισης του ηλεκτρικού ρεύματος από τη διέλευση είναι γνωστή ως ηλεκτρική αντίσταση. Αυτή η ιδιότητα μετράται σε μονάδες που ονομάζονται ohms. Όταν 1 volt παράγει 1 ampere ρεύματος σε ένα αντικείμενο, η αντίσταση είναι 1 ohm. Το ωμ είναι μια πολύ μικρή μονάδα αντίστασης. ένας αγωγός μπορεί να έχει αντίσταση ενός ohm ή δύο, ενώ οι μονωτές έχουν μετρήσεις ohm στα δισεκατομμύρια. Όλα τα υλικά εκτός από τους υπεραγωγούς έχουν κάποια αντίσταση. οι αγωγοί έχουν χαμηλή αντίσταση, ενώ οι μονωτές έχουν υψηλά επίπεδα αντίστασης.
Τάση διακοπής
Όλοι οι μονωτές θα εκπέμπουν θερμότητα και ηλεκτρισμό εάν υποστούν εξαιρετικά υψηλές τάσεις. Σε πολύ υψηλές τάσεις, η σύνθεση του υλικού θα χάσει τις μονωτικές ικανότητές του. Η τάση στην οποία συμβαίνει αυτή η αλλαγή είναι γνωστή ως τάση διακοπής, επίσης γνωστή ως διηλεκτρική ισχύς. Για παράδειγμα, σκεφτείτε τον αέρα, συνήθως έναν εξαιρετικό μονωτή. Ο κεραυνός περνά από τον αέρα επειδή η πολύ υψηλή τάση του κατακλύζει ή καταρρέει την ικανότητα του αέρα να μονώσει. Διαφορετικοί μονωτές έχουν διαφορετικές τάσεις βλάβης και χρησιμοποιούνται για διαφορετικούς σκοπούς. Για παράδειγμα, το πλαστικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μονωτής σε νοικοκυριά όπου η τάση δεν είναι πολύ υψηλή, αλλά δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για βιομηχανικούς σκοπούς. Το κεραμικό είναι ένας από τους καλύτερους μονωτές σε τέτοιες εφαρμογές, καθώς έχει πολύ υψηλή τάση διακοπής.
Ατομική δομή μονωτών
Σε μονωτές, τα ηλεκτρόνια σθένους (εξωτερικά) συγκρατούνται στενά μεταξύ τους. Όταν η κίνηση των ηλεκτρονίων είναι περιορισμένη, δεν μπορεί να ρέει ρεύμα, κάνοντας ουσίες με αυτήν την ιδιότητα - για παράδειγμα, μη μέταλλα όπως γυαλί, ξύλο και πλαστικό - εξαιρετικοί μονωτές. Αυτό εμποδίζει επίσης τη ροή της θερμότητας. Ο λόγος για τον οποίο τα περισσότερα υγρά και υδατικά διαλύματα δεν είναι καλοί ηλεκτρικοί μονωτές είναι ότι περιέχουν ιόντα που επιτρέπουν τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. το ίδιο ισχύει για υγρό πλαστικό και ξύλο.
Διαπερατότητα αέρα
Η διαπερατότητα του αέρα, η ικανότητα ενός υλικού να επιτρέπει στον αέρα να ρέει μέσω των πόρων του, είναι απαραίτητη ιδιότητα για ορισμένους θερμομονωτικούς ή θερμικούς μονωτές. Οι καλοί μονωτές έχουν υψηλή διαπερατότητα αέρα, καθώς ο ίδιος ο αέρας είναι καλός μονωτής. Παραδείγματα περιλαμβάνουν ύφασμα, όπως γάντι φούρνου, και το φίμπεργκλας που χρησιμοποιείται στη θερμομόνωση του σπιτιού.
