Qu'est-ce qu'un isolant?
Un isolant est un matériau ou une méthode qui limite le transfert de chaleur ou d’électricité. Dans le cas de la chaleur, les isolants thermiques agissent en réduisant le taux de chaleur pouvant traverser un espace. En règle générale, ils utilisent des matériaux spécifiques et empêchent les matières véhiculant la chaleur de se déplacer. Dans le cas de l'électricité, les isolateurs électriques confinent un courant électrique à un chemin désigné. Ils travaillent généralement en utilisant un matériau comportant de nombreuses élections externes, une condition qui entraînera une faible conductivité électrique.
Le premier sens d'un isolant est le sens thermique. Un isolant thermique permet de maintenir un objet à la même température, qu'il soit chaud ou froid. Cela fonctionne généralement en adressant soit la conduction soit la convection, qui sont deux modes de transfert de chaleur. La conduction est la chaleur qui se déplace à travers un matériau dont les atomes sont stationnaires; ce type fait référence à la chaleur qui peut traverser une pièce de métal solide. La convection, en revanche, est la chaleur interne véhiculée par la matière en mouvement; Cela se produit lorsque le vent éloigne la chaleur de son corps.
Un isolant thermique fonctionne en ralentissant la vitesse à laquelle la chaleur peut se déplacer dans une région. Le taux de transfert de chaleur par conduction est proportionnel à une propriété du matériau appelée conductivité thermique - le cuivre, par exemple, transfère rapidement la chaleur en raison de sa conductivité thermique élevée. Un bon isolant a donc une faible conductivité thermique. En fait, l'air a une faible conductivité, mais il a tendance à se déplacer beaucoup. L'utilisation d'une couverture sert d'isolant thermique car elle oblige l'air à transférer la chaleur par conduction plutôt que par convection.
Le deuxième sens d'un isolant est électrique. Un isolant électrique ne permet pas à un courant électrique de le traverser car il présente une faible conductivité électrique. De nombreux facteurs affectent la conductivité électrique, y compris la température, mais les éléments ont tendance à avoir une conductivité élevée ou faible. Cela résulte du fait que différents éléments ont un nombre différent d'électrons externes, ce qui modifie la facilité avec laquelle ils peuvent être libérés. Les métaux, par exemple, ont tendance à avoir une conductivité élevée car leurs électrons externes sont faciles à libérer.
De nombreux autres éléments et composés ont un grand nombre d'électrons externes, ce qui les rend difficiles à libérer. C'est généralement le cas du verre, du plastique, de la porcelaine et du caoutchouc. Par conséquent, ces matériaux sont utilisés dans les appareils électriques pour maintenir les courants électriques sur un chemin restreint. Une faible conductivité électrique est également une propriété de l'air et de nombreux autres gaz. L'air est le seul isolant utilisé sur les lignes électriques surélevées.