Fizica clasa VI. „Conductoare și izolatoare” (Mai 2024)
Izolator, oricare dintre diferitele substanțe care blochează sau întârzie fluxul de curenți electrici sau termici.
atom: Conductori și izolatori
Modul în care legăturile atomilor afectează proprietățile electrice ale materialelor pe care le formează. De exemplu, în materialele ținute împreună de
Deși, în mod obișnuit, un izolator electric este gândit ca un material care nu conduce, este de fapt mai bine descris ca un conductor slab sau o substanță cu o rezistență ridicată la curgerea curentului electric. Materiale izolatoare și conductoare diferite sunt comparate între ele în această privință cu ajutorul unei constante de material cunoscute sub numele de rezistivitate. Vezi și semiconductor.
Izolatorii electrici sunt folosiți pentru a menține conductorii în poziție, separați unul de celălalt și de structurile înconjurătoare. Ele formează o barieră între părțile energizate ale unui circuit electric și limitează fluxul de curent la fire sau alte căi conducătoare după dorință. Izolarea circuitelor electrice este o cerință necesară pentru funcționarea cu succes a tuturor aparatelor electrice și electronice. Ca izolatoare electrice sunt utilizate diferite tipuri de materiale, selecția fiind făcută în principal pe baza cerințelor specifice fiecărei aplicații. Conductoarele de cupru utilizate în cablarea electrică a caselor și instalațiilor industriale sunt izolate unul de celălalt și de clădire prin cauciuc sau materiale plastice. Liniile electrice aeriene sunt suportate pe izolatoare de porțelan care nu sunt afectate de expunerea în aer liber. Generatoare electrice mari și motoare care funcționează la tensiuni mari și temperaturi ridicate sunt izolate frecvent cu mica. În unele aplicații, izolația solidă este utilizată împreună cu izolația lichidă sau gazoasă. În transformatoarele de înaltă tensiune, de exemplu, izolația solidă oferă rigiditate mecanică, în timp ce uleiul sau alte substanțe lichide contribuie la rezistența crescută a izolației și servesc la îndepărtarea căldurii din echipament. În structurile microscopice ale circuitelor integrate, materiale izolante, cum ar fi nitrura de siliciu, pot fi folosite în grosimi cât de mici ca un micron.
Materialele termoizolante includ fibră de sticlă, plută și lână de rocă, o lână minerală care este produsă prin suflarea unui jet de aburi prin roca silicioasă topită sau calcar sau prin zgură. Acestea și alte substanțe cu o conductivitate termică scăzută întârzie viteza fluxului de căldură. Ele rup calea fluxului de căldură prin opacitatea lor la căldură radiantă și prin interpunerea a numeroase spații de aer. Conductivitatea termică nu este de obicei constantă pentru niciun material dat, dar variază în funcție de temperatură. Conductivitatea scade odată cu creșterea temperaturii în majoritatea metalelor și a altor solide cristaline, dar crește în substanțe amorfe, cum ar fi sticla.
