Izoliatorių savybės

Izoliatorius yra medžiaga, kuri yra blogas elektros ar šilumos laidininkas. Kai kurie įprasti izoliatoriai yra mediena, plastikas, stiklas, porcelianas ir putplasčio putplastis; Putų polistirolas ir plastikas plačiai naudojami buityje. Grindys, stogai ir rūsiai dažnai izoliuoja uretano putas, nes išlaikydami šilumą namuose sumažina šildymo išlaidas. Keletas savybių riboja izoliatoriaus galimybes praleisti šilumą ir elektrą.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Izoliatoriai yra prasti šilumos ir elektros laidininkai dėl to, kad jų atomai ir molekulės tvirtai jungiasi elektronais. Pavyzdžiui, oras, guma, teflonas, putplasčio putplastis, audinys ir stiklo pluoštas.

Gebėjimas trukdyti elektros srovei praeiti yra žinomas kaip elektrinis varža; ši savybė matuojama vienetais, vadinamais omais. Kai 1 voltas objekte sukuria 1 amperą srovės, varža yra 1 omas. Omas yra labai mažas pasipriešinimo vienetas; laidininko varža gali būti omas arba du, o izoliatorių omo matavimai siekia milijardus. Visos medžiagos, išskyrus superlaidininkus, turi tam tikrą atsparumą; laidininkų atsparumas yra mažas, o izoliatorių atsparumas yra aukštas.

Visi izoliatoriai praleis šilumą ir elektrą, jei bus veikiami ypač aukštos įtampos. Esant labai aukštai įtampai, medžiagos sudėtis praras izoliacinius sugebėjimus; įtampa, kuriai esant įvyksta šis pokytis, vadinama gedimo įtampa, dar vadinama dielektrine jėga. Kaip pavyzdį galime paminėti orą, kuris paprastai yra puikus izoliatorius. Žaibas praeina per orą, nes jo labai aukšta įtampa užgožia arba sugenda oro gebėjimą izoliuoti. Skirtingi izoliatoriai turi skirtingą gedimo įtampą ir yra naudojami skirtingiems tikslams. Pavyzdžiui, plastikas gali būti naudojamas kaip izoliatorius namų ūkiuose, kuriuose įtampa nėra labai aukšta, tačiau jo negalima naudoti pramoniniais tikslais. Keramika yra vienas iš geriausių izoliatorių tokiose srityse, nes turi labai didelę gedimo įtampą.

Izoliatoriuose valentiniai (išoriniai) elektronai yra tvirtai laikomi kartu. Kai elektronų judėjimas yra ribojamas, srovė negali tekėti, todėl šios savybės turinčios medžiagos - pavyzdžiui, nemetalai, tokie kaip stiklas, mediena ir plastikas, - puikiai izoliuoja. Tai taip pat trukdo šilumos srautui. Priežastis, kad dauguma skysčių ir vandeninių tirpalų nėra geri elektros izoliatoriai, yra ta, kad juose yra jonų, leidžiančių tekėti elektros srovei; tas pats pasakytina apie drėgną plastiką ir medieną.

Oro pralaidumas, medžiagos galimybė leisti orui tekėti per savo poras, yra būtina kai kurių šilumos ar šilumos izoliatorių savybė. Geri izoliatoriai turi didelį oro pralaidumą, nes pats oras yra geras izoliatorius. Kaip pavyzdį galima paminėti audinį, pavyzdžiui, orkaitės pirštinę, ir stiklo pluoštą, naudojamą namų šilumos izoliacijai.