El corrent elèctric i els materials conductors i aïllants 🔌💡 (Maig 2024)
Aïllant, qualsevol de les diverses substàncies que bloquegen o retarden el flux de corrents elèctrics o tèrmics.
àtom: Conductors i aïllants
La forma d’enllaçar els àtoms afecta les propietats elèctriques dels materials que formen. Per exemple, en materials units per
Tot i que habitualment es pensa que un aïllant elèctric és un material no conductor, en realitat es descriu millor com un conductor pobre o una substància d’alta resistència al flux de corrent elèctric. En aquest sentit, es comparen diferents materials aïllants i conductors mitjançant una constant de material coneguda com a resistivitat. Vegeu també semiconductor.
Els aïllants elèctrics s'utilitzen per mantenir els conductors en posició, separant-los dels altres i de les estructures circumdants. Formen una barrera entre les parts energètiques d’un circuit elèctric i limiten el flux de corrent a cables o altres camins conductors segons es desitgi. L’aïllament dels circuits elèctrics és un requisit necessari per al funcionament correcte de tots els aparells elèctrics i electrònics. Com a aïllants elèctrics s'utilitzen diversos tipus de materials, la selecció es fa principalment a partir dels requisits específics de cada aplicació. Els conductors de coure utilitzats en el cablejat elèctric de les llars i plantes industrials estan aïllats els uns dels altres i de l’edifici mitjançant cautxú o plàstics. Les línies elèctriques generals estan suportades en aïllants de porcellana que no es veuen afectats per l'exposició exterior. Els grans generadors elèctrics i motors que funcionen a altes tensions i altes temperatures solen estar aïllats amb mica. En algunes aplicacions, s'utilitza aïllament sòlid conjuntament amb aïllament líquid o gasós. En els transformadors d’alta tensió, per exemple, l’aïllament sòlid proporciona una rigidesa mecànica, mentre que l’oli o altres substàncies líquides contribueixen a l’augment de la resistència aïllant i serveixen per eliminar calor de l’equip. En les estructures microscòpiques dels circuits integrats, es poden utilitzar materials aïllants com el nitrur de silici en espessors tan petits com un micró.
Els materials aïllants tèrmics inclouen fibra de vidre, suro i llana de roca, una llana mineral que es produeix fent bufar un raig de vapor a través de roca silicona fos o calcària o mitjançant escòria. Aquestes i altres substàncies de baixa conductivitat tèrmica retarden la velocitat del flux de calor. Trenquen la trajectòria del flux de calor per la seva opacitat a la calor radiant i interposant nombrosos espais d’aire. La conductivitat tèrmica no sol ser constant per a un material determinat, però varia amb la temperatura. La conductivitat disminueix amb l’augment de la temperatura en la majoria de metalls i altres sòlids cristal·lins, però augmenta en substàncies amorfes com el vidre.
