Hvad er en isolator?
En isolator er et materiale eller en metode, der begrænser overførslen af enten varme eller elektricitet. I tilfælde af varme fungerer varmeisolatorer ved at reducere hastigheden, varmen kan rejse gennem et rum. Generelt bruger de specifikke materialer og vil forhindre, at varmebærende stof bevæger sig. I tilfælde af elektricitet begrænser elektriske isolatorer en elektrisk strøm til en bestemt vej. De fungerer typisk ved at bruge et materiale med mange ydre valg, en tilstand, der vil forårsage lav elektrisk ledningsevne.
Den første sans for en isolator er den termiske sans. En termisk isolator hjælper med at holde et objekt på samme temperatur, uanset om det er varmt eller koldt. Det fungerer typisk ved at adressere enten ledning eller konvektion, som er to tilstande med varmeoverførsel. Ledning er varme, der bevæger sig gennem et materiale, hvis atomer er stationære; denne type henviser til den varme, der kan bevæge sig gennem et stykke fast metal. Konvektion er derimod intern varme, der transporteres med bevægeligt stof; dette opstår, når vinden bærer varme væk fra ens krop.
En termisk isolator fungerer ved at nedsætte hastigheden, som varmen kan bevæge sig gennem et område. Hastigheden for ledende varmeoverførsel er proportional med en materialegenskab kaldet termisk ledningsevne - kobber overfører for eksempel varme hurtigt på grund af dens høje termiske ledningsevne. En god isolator har derfor en lav termisk ledningsevne. Faktisk har luft en lav konduktivitet, men den har en tendens til at bevæge sig meget rundt. Brug af et tæppe fungerer som en termisk isolator, fordi det tvinger luft til at overføre varme gennem ledning i stedet for konvektion.
Den anden betydning af en isolator er elektrisk. En elektrisk isolator tillader ikke, at en elektrisk strøm strømmer gennem den, fordi den har en lav elektrisk ledningsevne. Mange faktorer påvirker elektrisk ledningsevne, inklusive temperatur, men elementer har en tendens til at have enten høj eller lav ledningsevne. Dette resulterer i, at forskellige elementer har et andet antal ydre elektroner, hvilket ændrer, hvor let det er at frigøre disse elektroner. For eksempel har metaller en høj ledningsevne, fordi deres ydre elektroner er lette at frigøre.
Mange andre elementer og forbindelser har et stort antal ydre elektroner, hvilket gør dem vanskelige at frigøre. Dette er generelt tilfældet for glas, plast, porcelæn og gummi. Derfor bruges disse materialer i elektriske apparater til at holde elektriske strømme på en begrænset bane. Lav elektrisk ledningsevne er også en egenskab af luft og mange andre gasser. Luft er den eneste isolator, der bruges på hævede kraftledninger.