Un isolante è un materiale che è un cattivo conduttore di elettricità o calore. Alcuni isolanti comuni includono legno, plastica, vetro, porcellana e polistirolo; Styrofoam e plastica vedono largo uso nelle applicazioni domestiche. Pavimenti, tetti e scantinati spesso ottengono l'isolamento in schiuma di uretano, in quanto riduce i costi di riscaldamento mantenendo il calore nelle case. Un certo numero di proprietà limita la capacità di un isolante di condurre calore ed elettricità.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Gli isolanti sono cattivi conduttori di calore ed elettricità, a causa della stretta legame di elettroni nei loro atomi e molecole. Esempi includono aria, gomma, teflon, polistirolo, stoffa e fibra di vetro.

Alta resistenza

La capacità di impedire la corrente elettrica dal passaggio è conosciuta come resistenza elettrica; questa proprietà è misurata in unità chiamate ohm. Quando 1 volt produce 1 ampere di corrente in un oggetto, la resistenza è 1 ohm. Un ohm è una piccolissima unità di resistenza; un conduttore potrebbe avere una resistenza di un ohm o due, mentre gli isolanti hanno misurazioni di ohm in miliardi. Tutti i materiali tranne i superconduttori hanno una certa resistenza; i conduttori hanno una bassa resistenza, mentre gli isolanti hanno livelli di resistenza elevati.

Tensione di rottura

Tutti gli isolanti condurranno calore ed elettricità se sottoposti a tensioni estremamente elevate. A tensioni molto elevate, la composizione del materiale perderà le sue capacità isolanti; la tensione alla quale si verifica questo cambiamento è nota come tensione di rottura, nota anche come rigidità dielettrica. Ad esempio, considera l'aria, normalmente un eccellente isolante. I fulmini attraversano l'aria perché la sua altissima tensione travolge o distrugge la capacità di isolamento dell'aria. Diversi isolatori hanno diverse tensioni di rottura e vengono utilizzati per scopi diversi. Ad esempio, la plastica può essere utilizzata come isolante nelle abitazioni in cui la tensione non è molto elevata, ma non può essere utilizzata per scopi industriali. La ceramica è uno dei migliori isolanti in tali applicazioni, in quanto ha una tensione di rottura molto elevata.

Struttura atomica degli isolanti

Negli isolanti, gli elettroni di valenza (esterni) sono tenuti saldamente insieme. Quando il movimento degli elettroni è limitato, nessuna corrente può fluire, rendendo sostanze con questa proprietà - per esempio, non metalli come vetro, legno e plastica - eccellenti isolanti. Ciò impedisce anche il flusso di calore. La ragione per cui la maggior parte dei liquidi e delle soluzioni acquose non sono buoni isolanti elettrici è che contengono ioni che consentono il passaggio della corrente elettrica; lo stesso vale per la plastica e il legno umidi.

Permeabilità all'aria

La permeabilità all'aria, la capacità di un materiale di permettere all'aria di fluire attraverso i suoi pori, è una proprietà necessaria per alcuni isolanti termici o termici . I buoni isolanti hanno un'elevata permeabilità all'aria, poiché l'aria stessa è un buon isolante. Gli esempi includono un panno, come un guanto da forno, e la fibra di vetro usata nell'isolamento termico domestico.