Elektriciteit 1B: Elektrische influentie (metalen en isolatoren) (Mei 2024)
Isolator, een van de verschillende stoffen die de stroom van elektrische of thermische stromen blokkeren of vertragen.
atoom: geleiders en isolatoren
De manier waarop atomen aan elkaar hechten, beïnvloedt de elektrische eigenschappen van de materialen die ze vormen. Bijvoorbeeld in materialen die bij elkaar worden gehouden door
Hoewel een elektrische isolator gewoonlijk wordt beschouwd als een niet-geleidend materiaal, kan hij in feite beter worden omschreven als een slechte geleider of een stof met een hoge weerstand tegen de stroom van elektrische stroom. Verschillende isolerende en geleidende materialen worden in dit verband met elkaar vergeleken door middel van een materiaalconstante die bekend staat als resistiviteit. Zie ook halfgeleider.
Elektrische isolatoren worden gebruikt om geleiders op hun plaats te houden en ze van elkaar en van omliggende structuren te scheiden. Ze vormen een barrière tussen bekrachtigde delen van een elektrisch circuit en beperken de stroom van stroom naar draden of andere geleidende paden naar wens. De isolatie van elektrische circuits is een noodzakelijke vereiste voor een succesvolle werking van alle elektrische en elektronische apparaten. Als elektrische isolator worden verschillende materiaalsoorten gebruikt, waarbij de keuze voornamelijk is gemaakt op basis van de specifieke eisen van elke toepassing. De koperen geleiders die worden gebruikt in de elektrische bedrading van huizen en industriële installaties, zijn van elkaar en van het gebouw geïsoleerd door rubber of kunststof. Bovengrondse hoogspanningslijnen worden ondersteund op porseleinen isolatoren die niet worden beïnvloed door blootstelling aan de buitenlucht. Grote elektrische generatoren en motoren die werken op hoge spanningen en hoge temperaturen zijn vaak geïsoleerd met mica. In sommige toepassingen wordt solide isolatie gebruikt in combinatie met vloeibare of gasvormige isolatie. In hoogspanningstransformatoren, bijvoorbeeld, zorgt solide isolatie voor mechanische stijfheid, terwijl olie of andere vloeibare stoffen bijdragen aan verhoogde isolatiesterkte en dienen om warmte uit de apparatuur te verwijderen. In de microscopische structuren van geïntegreerde schakelingen kunnen isolatiematerialen zoals siliciumnitride worden gebruikt in diktes zo klein als een micron.
Thermisch isolerende materialen zijn onder meer glasvezel, kurk en steenwol, een minerale wol die wordt geproduceerd door een stoomstraal door gesmolten siliciumhoudend gesteente of kalksteen of door slakken te blazen. Deze en andere stoffen met een lage thermische geleidbaarheid vertragen de snelheid van de warmtestroom. Ze breken het warmtestroompad af door hun ondoorlaatbaarheid voor stralingswarmte en door het plaatsen van talrijke luchtruimten. Het warmtegeleidingsvermogen is meestal niet constant voor een bepaald materiaal, maar varieert met de temperatuur. De geleidbaarheid neemt af bij toenemende temperatuur in de meeste metalen en andere kristallijne vaste stoffen, maar neemt toe bij amorfe stoffen zoals glas.
