Een isolator is een materiaal dat een slechte geleider van elektriciteit of warmte is. Enkele veel voorkomende isolatoren zijn hout, plastic, glas, porselein en piepschuim; Styrofoam en plastic worden veel gebruikt in huishoudelijke toepassingen. Vloeren, daken en kelders krijgen vaak urethaanschuimisolatie omdat het de verwarmingskosten verlaagt door de warmte in woningen vast te houden. Een aantal eigenschappen beperken het vermogen van een isolator om warmte en elektriciteit te geleiden.

TL; DR (Te lang; las niet)

Isolatoren zijn slechte geleiders van warmte en elektriciteit, vanwege krapte binding van elektronen in hun atomen en moleculen. Voorbeelden zijn lucht, rubber, teflon, piepschuim, doek en glasvezel.

Weerstand tegen hoge temperaturen

Het vermogen om elektrische stroom te belemmeren doorheen te gaan, staat bekend als elektrische weerstand; deze eigenschap wordt gemeten in eenheden die ohm worden genoemd. Wanneer 1 volt 1 ampère stroom produceert in een object, is de weerstand 1 ohm. Een ohm is een zeer kleine weerstandseenheid; een geleider kan een weerstand van een of twee ohm hebben, terwijl isolatoren ohm-metingen hebben in de miljarden. Alle materialen behalve supergeleiders hebben enige weerstand; geleiders hebben een lage weerstand, terwijl isolatoren hoge weerstandsniveaus hebben.

Spanningsdaling

Alle isolatoren geleiden warmte en elektriciteit als ze worden blootgesteld aan extreem hoge spanningen. Bij zeer hoge spanningen zal de samenstelling van het materiaal zijn isolerende eigenschappen verliezen; de spanning waarbij deze verandering optreedt, staat bekend als de doorslagspanning, ook bekend als diëlektrische sterkte. Denk bijvoorbeeld aan lucht, normaal gesproken een uitstekende isolator. Bliksem stroomt door de lucht omdat de zeer hoge spanning het vermogen van lucht om te isoleren overweldigt of afbreekt. Verschillende isolatoren hebben verschillende doorslagspanningen en worden voor verschillende doeleinden gebruikt. Plastic kan bijvoorbeeld worden gebruikt als een isolator in huishoudens waar de spanning niet erg hoog is, maar het kan niet voor industriële doeleinden worden gebruikt. Keramiek is een van de beste isolatoren in dergelijke toepassingen, omdat het een zeer hoge doorslagspanning heeft.

Atomaire structuur van isolatoren

In isolatoren worden de valentie (buitenste) elektronen strak bij elkaar gehouden. Wanneer de beweging van elektronen beperkt is, kan er geen stroom vloeien, waardoor stoffen met deze eigenschap - bijvoorbeeld niet-metalen zoals glas, hout en kunststof - uitstekende isolatoren vormen. Dit belemmert ook de stroom van warmte. De reden dat de meeste vloeistoffen en waterige oplossingen geen goede elektrische isolatoren zijn, is dat ze ionen bevatten die elektrische stroom laten vloeien; hetzelfde geldt voor nat plastic en hout.

Luchtdoorlatendheid

Luchtdoorlaatbaarheid, het vermogen van een materiaal om lucht door zijn poriën te laten stromen, is een noodzakelijke eigenschap voor sommige warmte- of thermische isolatoren . Goede isolatoren hebben een hoge luchtdoorlaatbaarheid, omdat lucht zelf een goede isolator is. Voorbeelden hiervan zijn stoffen, zoals een ovenwant, en het glasvezel dat wordt gebruikt voor isolatie van huizen.