elektrische isolator

Fysiek

2022

We leggen uit wat een elektrische isolator is, het gebruik ervan in de industrie en verschillende voorbeelden. Ook geleidende en halfgeleidermaterialen.

Een isolator is het tegenovergestelde van een geleidend materiaal.

Wat is een elektrische isolator?

Een elektrische isolator is een materiaal dat niet kan overbrengen: elektriciteit, of wat hetzelfde is, elk materiaal dat in staat is om de stroom van de te voorkomen of te verminderen elektrische stroom. Elektrische isolatoren zijn essentieel in de industrie en bij het beheer van de stroom, aangezien ze worden gebruikt om kortsluiting te voorkomen en het gevaar van de transmissie te verminderen, door het onmogelijk te maken voor de elektrische ladingen vrij stromen.

Een elektrische isolator is een materiaal met weinig of geen elektrische geleidbaarheid. Dit betekent dat de elektrische ladingen van hun atomen (elektronen) niet vrij kunnen bewegen, dus oefenen deze materialen een zekere weerstand uit tegen de stroomdoorgang. Een isolator is precies het tegenovergestelde van een geleidend materiaal.

Er zijn echter geen absolute of perfecte isolatoren die stroom volledig kunnen voorkomen. Sommige zijn efficiënter dan andere, maar er is altijd een minimale marge voor transmissie, zodat als de spanning van de elektrische stroom voldoende wordt verhoogd, elk isolatiemateriaal geleidend wordt en elektrische stroom mogelijk maakt. Tot de limiet van gelukzaligheid uithoudingsvermogen van isolatoren staat bekend als de doorslagspanning.

Isolatoren moeten niet worden verward met halfgeleiders, materialen die elektrische doorvoer mogelijk maken of voorkomen, afhankelijk van de fysieke omstandigheden waarin ze worden aangetroffen.

Toepassingen van elektrische isolatoren

Isolatiematerialen zijn nuttig in de elektrische industrie voor:

  • Bedek de bedrading. De geleidende metalen draden zijn omwikkeld met isolatiemateriaal om te voorkomen dat ze elkaar raken en het circuit verstoren, terwijl mensen worden beschermd tegen direct contact met elektrische kabels.
  • Rijd de lading naar de gewenste bestemming. Isolatoren voorkomen de verspreiding van elektrische lading door het verkeer. Bijvoorbeeld in elektriciteitsmasten en steunen.
  • Maak beschermingsmaterialen voor gebruikers en operators van de elektrische industrie. Deze materialen maken het mogelijk om de lichamen van de gebruikers te isoleren van het mogelijke contact met de stroom.

Voorbeelden van isolatiematerialen

Glas wordt gebruikt om hoogspanningskabels te isoleren.

Sommige isolatiematerialen zijn:

Geleidende materialen

In tegenstelling tot isolatoren zijn geleidende materialen het meest bevorderlijk voor de overdracht van elektrische ladingen, gezien de chemische eigenschappen van hun atomen.

Een geleider zal over het algemeen de snelle verspreiding van de elektrische energie door zijn atomen, zijn elektronen gemobiliseerd en zonder de chemische aard ervan te veranderen. Voorbeelden van geleidende materialen zijn de meeste: metalen of de Water.

Halfgeleidermaterialen

Halfgeleiders van hun kant zijn materialen die in staat zijn om elektriciteit te geleiden of te weerstaan, afhankelijk van de fysieke omstandigheden waarin ze zich bevinden (in het algemeen de omgevingstemperatuur, de Druk, de invallende straling en/of de aard van de elektrisch veld of magnetisch waaraan ze zijn onderworpen).

Deze materialen kunnen zeer divers en verschillend van elkaar zijn, maar ze werken in verschillende mate als geleiders en isolatoren tegelijk. Voorbeelden van halfgeleidermaterialen zijn: silicium (Si), germanium (Ge), zwavel (S), cadmium (Cd) en enkele andere elementen van de periodiek systeem.

!-- GDPR -->