Izolatoarele electrice, numite uneori și „dielectrice”, sunt materiale care pot rezista și absorb fluxul de curent electric și sunt utilizate în mod obișnuit pentru a etanșa sau proteja firele electrice. Firele și alți conductori electrici sunt de obicei foarte puternice în ceea ce privește sarcinile pe care le emit. Cu excepția cazului în care sunt izolate, există riscul ca oamenii să primească un șoc electric dacă ating sau chiar lucrează îndeaproape cu ei și prezintă, de asemenea, un risc crescut de incendiu atunci când sunt închiși în structuri din lemn sau alte materiale inflamabile. Un izolator protejează și protejează conductorul, astfel încât electricitatea să poată trece prin conductor, nu din el. Izolatoarele sunt comune în construcții, în industrie și în aplicații mecanice – practic oriunde există un curent electric care necesită ecranare. Ele pot fi făcute din multe lucruri. Sticla și porțelanul au fost unele dintre cele mai vechi modele, iar aceste materiale sunt încă populare în unele situații. Mai frecvent, totuși, conductorii moderni sunt acoperiți cu rășini de silicon sau alte materiale asemănătoare plasticului concepute special pentru scopuri electrice.
Compoziția de bază
Materialele dielectrice sunt alcătuite din substanțe cu electroni, sau particule de energie, care sunt comprimate împreună prin proces chimic. Este aproape imposibil ca tensiunea electrică să treacă prin aceste materiale. Unele izolatoare sunt considerate a avea praguri mai mari pentru tensiunea electrică decât altele și, ca clasă, aceștia sunt de obicei numiți „izolatori de înaltă tensiune”. Aceste tipuri de izolatoare sunt foarte importante pentru lucruri precum transformatoare sau circuite mari la centralele electrice. Ele sunt probabil mai puternice decât ar avea nevoie cineva pentru a acoperi un sistem electric de acasă sau un set de fire dintr-un aparat, dar ar funcționa în majoritatea cazurilor. Ideea principală aici este să acoperiți firul sau alt element „sub tensiune” pentru a menține curentul, indiferent dacă este slab sau puternic.
Modelele timpurii
Sticla a fost folosită în mod obișnuit ca izolator electric în primele zile ale electricității. Tehnicienii au descoperit destul de repede că firele sub tensiune sunt un pericol, iar sticla era una dintre substanțele cele mai ușor disponibile care ar putea conține încărcăturile. De obicei, a fost format în tuburi de diametre diferite care ar aluneca peste fire și alte elemente electrice. În anii 1800, acest material a ajutat la protejarea cablurilor telegrafice expuse.
Alături de alte materiale nemetalice, cum ar fi porțelanul, mica și ceramica, sticla poate rezista la cei mai mari volți de curent electric. Cauciucul a fost inventat la mijlocul anilor 1800 și inițial a fost folosit pentru a ajuta la etanșarea izolatorilor de sticlă și pentru a le oferi o potrivire mai strânsă și mai strânsă de-a lungul firelor. Cauciucul are un prag de tensiune mai scăzut decât sticla și porțelanul din cauza compoziției sale de electroni liberi, ceea ce l-a făcut mai puțin potrivit pentru utilizare singur. Cu toate acestea, împreună cu sticla sau porțelan, rezultatul a avut tendința de a fi foarte puternic.
Progrese moderne
Electricienii din ziua de azi sunt adesea capabili să obțină o potrivire mult mai strânsă, mai personalizată cu utilizarea de teflon® și manșoane din dioxid de siliciu. Aceste materiale sunt foarte maleabile, ceea ce înseamnă că pot fi făcute pentru a acoperi cu adevărat firele și conductorii cu foarte puțin spațiu pe ambele părți. Pe măsură ce au devenit mai banale, au devenit și mai puțin costisitoare. Manșoanele se mișcă cu firele în cele mai multe cazuri și pot fi foarte valoroase atunci când vine vorba de protejarea liniilor electrice și a cablajului intern din transformatoare și generatoare.
Izolatoare compozite
Există, de asemenea, izolatori compoziți care sunt fabricați dintr-o combinație de mai multe materiale diferite. Uneori, acestea folosesc ceva asemănător sticlei într-un loc, dar Teflon® în altul, dar pot fi, de asemenea, fabricate din amestecuri sau combinații de materiale complet brevetate. Izolatoarele compozite sunt potrivite pentru o varietate de scopuri de inginerie electrică, de la automobile la aparate. Au tendința de a le lipsi rezistența pe care o are sticla și porțelanul pentru a rezista la tensiuni electrice ridicate și se pot uza mai repede, dar sunt ideale pentru aplicații de producție pe scară largă datorită costurilor reduse și versatilității lor.