Izolator to materiał, który jest słabym przewodnikiem elektryczności lub ciepła. Niektóre popularne izolatory to drewno, plastik, szkło, porcelana i styropian; Styropian i tworzywa sztuczne mają szerokie zastosowanie w zastosowaniach domowych. Podłogi, dachy i piwnice często otrzymują izolację z pianki uretanowej, ponieważ zmniejsza ona koszty ogrzewania poprzez zatrzymywanie ciepła w domach. Szereg właściwości ogranicza zdolność izolatora do przewodzenia ciepła i elektryczności.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Izolatory są słabymi przewodnikami ciepła i elektryczności ze względu na ścisłe wiązanie elektronów w ich atomach i cząsteczkach. Przykłady obejmują powietrze, gumę, teflon, styropian, tkaninę i włókno szklane.
Wysoka odporność
Zdolność do utrudniania przepływu prądu elektrycznego jest znana jako opór elektryczny; ta właściwość jest mierzona w jednostkach zwanych omami. Gdy 1 wolt wytwarza 1 amper prądu w obiekcie, rezystancja wynosi 1 om. Om to bardzo mała jednostka oporu; przewodnik może mieć rezystancję rzędu jednego lub dwóch omów, podczas gdy izolatory mają pomiary omów w miliardach. Wszystkie materiały z wyjątkiem nadprzewodników mają pewien opór; przewodniki mają niską rezystancję, podczas gdy izolatory mają wysoki poziom rezystancji.
Napięcie przebicia
Wszystkie izolatory będą przewodzić ciepło i elektryczność, jeśli zostaną poddane ekstremalnie wysokim napięciu. Przy bardzo wysokich napięciach skład materiału straci swoje właściwości izolacyjne; napięcie, przy którym następuje ta zmiana, jest znane jako napięcie przebicia, znane również jako wytrzymałość dielektryczna. Jako przykład rozważ powietrze, zwykle doskonały izolator. Błyskawica przechodzi przez powietrze, ponieważ bardzo wysokie napięcie przewyższa lub zaburza zdolność powietrza do izolowania. Różne izolatory mają różne napięcia przebicia i są używane do różnych celów. Na przykład tworzywo sztuczne może być stosowane jako izolator w gospodarstwach domowych, gdzie napięcie nie jest bardzo wysokie, ale nie może być wykorzystywane do celów przemysłowych. Ceramika jest jednym z najlepszych izolatorów w takich zastosowaniach, ponieważ ma bardzo wysokie napięcie przebicia.
Atomowa struktura izolatorów
W izolatorach elektrony walencyjne (zewnętrzne) są ściśle połączone. Gdy ruch elektronów jest ograniczony, żaden prąd nie może płynąć, dzięki czemu substancje o tej właściwości – na przykład niemetale, takie jak szkło, drewno i plastik – są doskonałymi izolatorami. Utrudnia to również przepływ ciepła. Powodem, dla którego większość cieczy i roztworów wodnych nie jest dobrymi izolatorami elektrycznymi, jest to, że zawierają jony, które umożliwiają przepływ prądu elektrycznego; to samo dotyczy mokrego plastiku i drewna.
Przepuszczalność powietrza
Przepuszczalność powietrza, zdolność materiału do przepuszczania powietrza przez jego pory, jest niezbędną właściwością niektórych izolatorów cieplnych lub termicznych. Dobre izolatory mają wysoką przepuszczalność powietrza, ponieważ samo powietrze jest dobrym izolatorem. Przykłady obejmują tkaninę, taką jak rękawica kuchenna, i włókno szklane stosowane w izolacji cieplnej domu.