იზოლატორების თვისებები

იზოლატორი არის მასალა, რომელიც არის ელექტროენერგიის ან სითბოს ცუდი გამტარებელი. ზოგიერთ ჩვეულებრივ იზოლატორში შედის ხის, პლასტმასის, მინის, ფაიფურისა და პეროლის ქაფი; სტილისა და პლასტმასის გამოყენება ფართო გამოყენებისას ხდება საყოფაცხოვრებო პროგრამებში. იატაკები, სახურავები და სარდაფები ხშირად იღებენ ურეთანის ქაფის იზოლაციას, რადგან ის ამცირებს გათბობის ხარჯებს სახლებში სითბოს შენარჩუნებით. მთელი რიგი თვისებები ზღუდავს იზოლატორის უნარს სითბოს და ელექტროენერგიის მიწოდებაში.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

იზოლატორები სითბოს და ელექტროენერგიის ცუდი გამტარია, მათი ატომებისა და მოლეკულების ელექტრონების მჭიდრო შეკავშირების გამო. მაგალითებში შედის ჰაერი, რეზინი, ტეფლონი, ფოლადი, ქსოვილი და ბოჭკოვანი მინა.

ელექტროენერგიის გავლის შეფერხების შესაძლებლობა ცნობილია, როგორც ელექტრული წინააღმდეგობა; ეს თვისება იზომება ერთეულებში, რომლებსაც ომს უწოდებენ. როდესაც 1 ვოლტი აწარმოებს ობიექტში 1 ამპერი დინებას, წინააღმდეგობა 1 ომია. ომი არის წინააღმდეგობის ძალიან მცირე ერთეული; კონდუქტორს შეიძლება ჰქონდეს ომის ან ორი ომის წინააღმდეგობა, ხოლო იზოლატორებს აქვთ ომის გაზომვა მილიარდობით. სუპერგამტარების გარდა, ყველა მასალას აქვს გარკვეული წინააღმდეგობა; გამტარებს აქვთ დაბალი წინააღმდეგობა, ხოლო იზოლატორებს აქვთ მაღალი წინააღმდეგობის დონე.

ყველა იზოლატორი ატარებს სითბოს და ელექტროენერგიას, თუ ექვემდებარება ძალიან მაღალ ძაბვას. ძალიან მაღალი ძაბვის დროს, მასალის შემადგენლობა დაკარგავს საიზოლაციო შესაძლებლობებს; ძაბვა, რომელზეც ხდება ეს ცვლილება, ცნობილია როგორც ავარია, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც დიელექტრიკული ძალა. მაგალითად, განვიხილოთ ჰაერი, ჩვეულებრივ შესანიშნავი იზოლატორი. ელვა გადის ჰაერში, რადგან მისი ძალიან მაღალი ძაბვა გადალახავს ან ანადგურებს ჰაერის იზოლაციის უნარს. სხვადასხვა იზოლატორს აქვს სხვადასხვა დაშლის ძაბვა და გამოიყენება სხვადასხვა მიზნებისთვის. მაგალითად, პლასტმასის გამოყენება შეიძლება იზოლატორში იმ ოჯახებში, სადაც ძაბვა არ არის ძალიან მაღალი, მაგრამ მისი გამოყენება არ შეიძლება სამრეწველო მიზნებისთვის. კერამიკა ერთ-ერთი საუკეთესო იზოლატორია ასეთ პროგრამებში, რადგან მას აქვს ძალიან მაღალი დაშლის ძაბვა.

იზოლატორებში ვალენტური (გარე) ელექტრონები მჭიდროდ არიან ერთმანეთთან. როდესაც ელექტრონების მოძრაობა შეიზღუდა, ვერავითარი დინება ვერ შემოვა, ამ ნივთიერებების მქონე ნივთიერებების წარმოება - მაგალითად, არამეტალები, როგორიცაა მინა, ხის და პლასტმასის - შესანიშნავი იზოლატორები. ეს ასევე ხელს უშლის სითბოს დინებას. იმის გამო, რომ სითხეებისა და წყალხსნარების უმეტესობა არ არის კარგი ელექტრული იზოლატორი, არის ის, რომ ისინი შეიცავს იონებს, რომლებიც ელექტროენერგიის გადინების საშუალებას იძლევა; იგივე ეხება სველ პლასტმასს და ხეს.

ჰაერის გამტარიანობა, მასალის შესაძლებლობა, მისცეს ჰაერს თავის პორებში გადაადგილება, აუცილებელი თვისებაა ზოგიერთი სითბოს ან თერმული იზოლატორისთვის. კარგ იზოლატორებს აქვთ მაღალი ჰაერის გამტარიანობა, ვინაიდან თავად ჰაერი კარგი იზოლატორია. მაგალითები მოიცავს ქსოვილს, მაგალითად ღუმელის ხელსახოცს და მინაბოჭკოლას გამოყენებას სახლის სითბოს იზოლაციაში.