Изолятор - это материал, который плохо проводит электричество или тепло. Некоторые распространенные изоляторы включают дерево, пластик, стекло, фарфор и пенополистирол; Пенополистирол и пластик находят широкое применение в быту. Полы, крыши и подвалы часто имеют изоляцию из пенополиуретана, так как это снижает расходы на отопление за счет сохранения тепла в домах. Ряд свойств ограничивают способность изолятора проводить тепло и электричество.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Изоляторы плохо проводят тепло и электричество из-за плотной связи электронов в их атомах и молекулах. Примеры включают воздух, резину, тефлон, пенополистирол, ткань и стекловолокно.
Высокое сопротивление
Способность препятствовать прохождению электрического тока известна как электрическое сопротивление; это свойство измеряется в единицах, называемых омами. Когда 1 вольт производит 1 ампер тока в объекте, сопротивление составляет 1 Ом. Ом - очень маленькая единица сопротивления; у проводника может быть сопротивление в один или два Ом, тогда как у изоляторов есть миллиарды омов. Все материалы, кроме сверхпроводников, обладают некоторым сопротивлением; у проводников низкое сопротивление, а у изоляторов высокий уровень сопротивления.
Напряжение пробоя
Все изоляторы будут проводить тепло и электричество, если они будут подвергаться воздействию очень высокого напряжения. При очень высоких напряжениях состав материала теряет свои изоляционные свойства; напряжение, при котором происходит это изменение, известно как напряжение пробоя, также известное как электрическая прочность диэлектрика. В качестве примера рассмотрим воздух, который обычно является отличным изолятором. Молния проходит через воздух, потому что ее очень высокое напряжение подавляет или разрушает способность воздуха к изоляции. Разные изоляторы имеют разное напряжение пробоя и используются для разных целей. Например, пластик можно использовать в качестве изолятора в домашних условиях, где напряжение не очень высокое, но его нельзя использовать в промышленных целях. Керамика - один из лучших изоляторов для таких применений, поскольку имеет очень высокое напряжение пробоя.
Атомная структура изоляторов
В изоляторах валентные (внешние) электроны прочно удерживаются вместе. Когда движение электронов ограничено, ток не может течь, что делает вещества с этим свойством, например неметаллы, такие как стекло, дерево и пластик, отличными изоляторами. Это также препятствует прохождению тепла. Причина, по которой большинство жидкостей и водных растворов не являются хорошими электрическими изоляторами, заключается в том, что они содержат ионы, которые пропускают электрический ток; то же самое касается влажного пластика и дерева.
Воздухопроницаемость
Воздухопроницаемость, способность материала пропускать воздух через свои поры, является необходимым свойством для некоторых тепло- или теплоизоляторов. Хорошие изоляторы обладают высокой воздухопроницаемостью, поскольку сам воздух является хорошим изолятором. Примеры включают ткань, такую как рукавицы для духовки, и стекловолокно, используемое для теплоизоляции дома.