Fizika izolatorjev
Fizika izolatorjev
Anonim

Izolator, katera koli od različnih snovi, ki blokirajo ali zavirajo pretok električnih ali toplotnih tokov.

atom: Provodniki in izolatorji

Način povezanosti atomov vpliva na električne lastnosti materialov, ki jih tvorijo. Na primer, v gradivih, ki jih hranijo

Čeprav je električni izolator običajno mišljen kot neprevodni material, je v resnici bolje opisan kot slab prevodnik ali snov z visoko odpornostjo proti toku električnega toka. Glede na to se med seboj primerjajo različni izolacijski in prevodni materiali s pomočjo materialne konstante, znane kot upornost. Glej tudi polprevodnik.

Električni izolatorji se uporabljajo za držanje vodnikov v položaju, ki jih ločujejo drug od drugega in od okoliških struktur. Tvorijo oviro med napetostnimi deli električnega tokokroga in omejujejo tok na žice ali druge prevodne poti po želji. Izolacija električnih tokokrogov je nujna zahteva za uspešno delovanje vseh električnih in elektronskih aparatov. Kot električni izolatorji se uporabljajo različne vrste materialov, pri čemer se izbira izvede predvsem na podlagi posebnih zahtev vsake aplikacije. Bakreni vodniki, ki se uporabljajo pri električnem ožičenju domov in industrijskih obratov, so med seboj in od zgradbe izolirani z gumo ali plastiko. Nadzemni daljnovodi so podprti na porcelanskih izolatorjih, na katere zunanja izpostavljenost ne vpliva. Veliki električni generatorji in motorji, ki delujejo pri visoki napetosti in visokih temperaturah, so pogosto izolirani s sljudo. V nekaterih primerih se uporablja trdna izolacija skupaj s tekočo ali plinasto izolacijo. V visokonapetostnih transformatorjih na primer trdna izolacija zagotavlja mehansko togost, olje ali druge tekoče snovi pa prispevajo k večji izolacijski trdnosti in služijo odvzemu toplote iz opreme. V mikroskopskih strukturah integriranih vezij lahko uporabimo izolacijske materiale, kot je silicijev nitrid, v debelinah, majhnih kot mikron.

Toplotnoizolacijski materiali vključujejo steklena vlakna, pluto in kamnito volno, mineralno volno, ki nastane s pihanjem curka pare skozi staljeno silicijevo kamnino ali apnenec ali preko žlindre. Te in druge snovi z nizko toplotno prevodnostjo zavirajo hitrost pretoka toplote. Pot toplotnega toka razbijejo z nepreglednostjo sevalne toplote in z vmešavanjem številnih zračnih prostorov. Toplotna prevodnost običajno ni konstantna za kateri koli material, vendar se razlikuje glede na temperaturo. Vodljivost se zmanjšuje s povečanjem temperature v večini kovin in drugih kristalnih trdnih snovi, povečuje pa se pri amorfnih snoveh, kot je steklo.