En isolator är ett material som är en dålig ledare för el eller värme. Vissa vanliga isolatorer inkluderar trä, plast, glas, porslin och styrofoam; Styrofoam och plast ser vid användning i hushållsapplikationer. Golv, tak och källare får ofta isolering av uretanskum, eftersom det minskar värmekostnaderna genom att bibehålla värmen i hemmen. Ett antal egenskaper begränsar isolatorns förmåga att leda värme och elektricitet.
TL; DR (för länge; läste inte)
Isolatorer är dåliga ledare för värme och elektricitet på grund av täta bindning av elektroner i deras atomer och molekyler. Exempel inkluderar luft, gummi, teflon, styrofoam, trasa och glasfiber.
Hög resistans
Förmågan att hindra elektrisk ström från att passera är känd som elektrisk motstånd; den här egenskapen mäts i enheter som kallas ohms. När 1 volt producerar 1 ampere ström i ett objekt är motståndet 1 ohm. En ohm är en mycket liten enhet av motstånd; en ledare kan ha ett motstånd av en ohm eller två, medan isolatorer har ohm-mätningar i miljarder. Alla material utom superledare har viss motstånd; ledare har lågt motstånd, medan isolatorer har hög resistansnivå.
Nedbrytningsspänning
Alla isolatorer leder värme och elektricitet om de utsätts för extremt höga spänningar. Vid mycket höga spänningar kommer materialets sammansättning att förlora sina isolerande förmågor; spänningen vid vilken denna förändring sker är känd som nedbrytningsspänningen, även känd som dielektrisk styrka. Tänk som exempel på luft, normalt en utmärkt isolator. Blixten passerar genom luften eftersom dess mycket höga spänning överväger eller bryter ner luftens förmåga att isolera. Olika isolatorer har olika nedbrytningsspänningar och används för olika ändamål. Till exempel kan plast användas som en isolator i hushåll där spänningen inte är mycket hög, men den inte kan användas för industriella ändamål. Keramik är en av de bästa isolatorerna i sådana applikationer, eftersom den har en mycket hög nedbrytningsspänning.
Atomic Structure of Isolators -
I isolatorer hålls valens (yttre) elektroner tätt samman. När rörelsen hos elektroner är begränsad kan ingen ström flyta, vilket gör att ämnen med denna egenskap - till exempel icke-metaller som glas, trä och plast - är utmärkta isolatorer. Detta hindrar också värmeflödet. Anledningen till att de flesta vätskor och vattenlösningar inte är goda elektriska isolatorer är att de innehåller joner som tillåter elektrisk ström att flöda; samma sak gäller våt plast och trä.
Luftpermeabilitet
Luftpermeabilitet, ett materials förmåga att låta luft rinna genom dess porer, är en nödvändig egenskap för vissa värme- eller värmeisolatorer. Bra isolatorer har en hög luftgenomsläpplighet eftersom luften i sig är en bra isolator. Exempel inkluderar trasa, såsom en ugnsvant, och det glasfiber som används i värmeisolering i hemmet.