En isolator er et materiale som er en dårlig leder av elektrisitet eller varme. Noen vanlige isolatorer inkluderer tre, plast, glass, porselen og isopor; Styrofoam og plast er mye brukt i husholdningsapplikasjoner. Gulv, tak og kjellere får ofte uretanskumisolasjon, da det reduserer oppvarmingskostnadene ved å beholde varmen i hjemmene. En rekke egenskaper begrenser en isolators evne til å lede varme og elektrisitet.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Isolatorer er dårlige ledere av varme og elektrisitet, på grunn av tett binding av elektroner i deres atomer og molekyler. Eksempler inkluderer luft, gummi, teflon, isopor, klut og glassfiber.
Høy motstand
Evnen til å hindre elektrisk strøm fra å passere er kjent som elektrisk motstand; denne egenskapen måles i enheter kalt ohm. Når 1 volt produserer 1 ampere strøm i et objekt, er motstanden 1 ohm. En ohm er en veldig liten motstandsenhet; en leder kan ha en motstand på en ohm eller to, mens isolatorene har ohm-målinger i milliarder. Alle materialer unntatt superledere har en viss motstand; ledere har lav motstand, mens isolatorer har høyt motstandsnivå.
Spenningsammenbrudd
Alle isolatorer vil lede varme og elektrisitet hvis de utsettes for ekstremt høye spenninger. Ved veldig høye spenninger mister materialets sammensetning sine isolasjonsevner; spenningen der denne endringen skjer, er kjent som sammenbruddsspenningen, også kjent som dielektrisk styrke. Tenk som luft, vanligvis en utmerket isolator. Lyn passerer gjennom luft fordi den svært høye spenningen overvelder eller bryter ned luftens evne til å isolere. Ulike isolatorer har forskjellige sammenbruddsspenninger og brukes til forskjellige formål. For eksempel kan plast brukes som isolator i husholdninger der spenningen ikke er veldig høy, men den kan ikke brukes til industrielle formål. Keramikk er en av de beste isolatorene i slike applikasjoner, da den har en veldig høy nedbrytningsspenning.
Atomic Structure of Isolators
I isolatorer holdes valens (ytre) elektroner tett sammen. Når bevegelsen til elektroner er begrenset, kan ingen strøm strømme, noe som gjør stoffer med denne egenskapen - for eksempel ikke-metaller som glass, tre og plast - til gode isolatorer. Dette hindrer også varmestrømmen. Årsaken til at de fleste væsker og vandige løsninger ikke er gode elektriske isolatorer, er at de inneholder ioner som tillater elektrisk strøm å strømme; det samme gjelder våt plast og tre.
Luftpermeabilitet
Luftgjennomtrengelighet, materialets evne til å tillate luft å strømme gjennom porene, er en nødvendig egenskap for noen varme- eller varmeisolatorer. Gode isolatorer har høy luftgjennomtrengelighet, siden luften i seg selv er en god isolator. Eksempler inkluderer klut, for eksempel en ovnsvott, og glassfiber som brukes i hjemmets varmeisolasjon.