Un isolante è un materiale che è un cattivo conduttore di elettricità o calore. Alcuni isolanti comuni includono legno, plastica, vetro, porcellana e polistirolo; Polistirolo e plastica sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni domestiche. Pavimenti, tetti e scantinati spesso ottengono l'isolamento in schiuma di uretano, poiché riduce i costi di riscaldamento trattenendo 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 rigidità legame degli elettroni nei loro atomi e molecole. Esempi includono aria, gomma, teflon, polistirolo, tessuto e fibra di vetro.
Alta resistenza
La capacità di impedire il passaggio della corrente elettrica è nota 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 di 1 ohm. Un ohm è un'unità di resistenza molto piccola; un conduttore potrebbe avere una resistenza di un ohm o due, mentre gli isolanti hanno misurazioni di ohm nei miliardi. Tutti i materiali tranne i superconduttori hanno una certa resistenza; i conduttori hanno una bassa resistenza, mentre gli isolanti hanno alti livelli di resistenza.
Tensione di rottura
Tutti gli isolanti conducono 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 si rompe, la capacità dell'aria di isolare. Isolatori diversi hanno tensioni di rottura diverse e vengono utilizzati per scopi diversi. Ad esempio, la plastica può essere utilizzata come isolante in 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 (esterni) di valenza sono strettamente tenuti insieme. Quando il movimento degli elettroni è limitato, nessuna corrente può fluire, rendendo sostanze con questa proprietà - ad 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 al flusso di corrente elettrica; lo stesso vale per la plastica bagnata e il legno.
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'alta 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 utilizzata nell'isolamento termico domestico.
