Elektriska isolatorer, även ibland kallade ”dielektriska”, är material som kan motstå och absorbera flödet av en elektrisk ström och används vanligtvis för att täta eller skydda elektriska ledningar. Ledningar och andra elektriska ledare är vanligtvis mycket kraftfulla när det gäller de laddningar som de avger. Om de inte är isolerade finns det risk för att människor kan få en elektrisk stöt genom att röra vid eller till och med arbeta nära dem, och de ger också en ökad brandrisk när de är instängda i strukturer gjorda av trä eller andra brandfarliga material. En isolator skyddar och skärmar i princip ledaren så att elektricitet kan flöda genom ledaren, inte ut ur den. Isolatorer är vanliga i konstruktion, i industrin och i mekaniska applikationer – i princip överallt där det finns en elektrisk ström som behöver avskärmas. De kan vara gjorda av många saker. Glas och porslin var några av de tidigaste modellerna, och dessa material är fortfarande populära i vissa miljöer. Vanligare är dock att moderna ledare är täckta av hartser av silikon eller andra plastliknande material som utformats speciellt för elektriska ändamål.
Grundläggande sammansättning
Dielektriska material är uppbyggda av ämnen med elektroner, eller energipartiklar, som komprimeras samman genom kemisk process. Det är nästan omöjligt att få elektrisk spänning att passera genom dessa material. Vissa isolatorer anses ha högre tröskelvärden för elektrisk spänning än andra, och som klass brukar dessa kallas ”högspänningsisolatorer”. Dessa typer av isolatorer är verkligen viktiga för saker som transformatorer eller stora kretsar vid kraftverk. De är förmodligen mer kraftfulla än någon skulle behöva för att täcka ett hem elsystem eller en uppsättning ledningar i en apparat, men de skulle fungera i de flesta fall. Huvudidén här är att belägga tråden eller annat ”strömförande” element för att hålla strömmen, vare sig den är svag eller stark, innesluten.
Tidiga modeller
Glas användes ofta som en elektrisk isolator i elektricitetens tidiga dagar. Tekniker upptäckte ganska snabbt att strömförande ledningar var en fara, och glas var ett av de mest lättillgängliga ämnena som kunde innehålla laddningarna. Det formades vanligtvis till rör med olika diametrar som skulle glida över ledningar och andra elektriska element. På 1800-talet bidrog detta material till att skydda exponerade telegrafledningar.
Tillsammans med andra icke-metalliska material som porslin, glimmer och keramik tål glas de högsta volt elektrisk ström. Gummi uppfanns i mitten av 1800-talet och användes ursprungligen för att täta glasisolatorerna och ge dem en tätare, tätare passform längs ledningarna. Gummi har en lägre spänningströskel än glas och porslin på grund av dess lösa elektronsammansättning, vilket gjorde det mindre lämpligt att använda ensamt. Tillsammans med glas eller porslin tenderade dock resultatet att bli mycket starkt.
Moderna framsteg
Elektriker idag kan ofta få en mycket tightare, mer anpassad passform med användning av Teflon® och kiseldioxidhylsor. Dessa material är mycket formbara, vilket gör att de kan göras för att verkligen belägga trådarna och ledarna med mycket lite utrymme på båda sidor. I takt med att de har blivit vanligare har de också blivit billigare. Hylsor rör sig med ledningarna i de flesta fall och kan vara mycket värdefulla när det gäller att skydda kraftledningar och de interna kablarna i transformatorer och generatorer.
Sammansatta isolatorer
Det finns även kompositisolatorer som är gjorda av en kombination av flera olika material. Ibland använder dessa något som glas på ett ställe men Teflon® på ett annat, men de kan också vara gjorda av helt egenutvecklade blandningar eller kombinationer av material. Kompositisolatorer är lämpliga för en mängd olika elektrotekniska ändamål, allt från bilar till apparater. De tenderar att sakna styrkan som glas och porslin har för att tåla hög elektrisk spänning och kan slitas ut snabbare, men de är idealiska för storskalig tillverkning på grund av deras låga kostnader och mångsidighet.