Izolator

Električni izolator je materijal u kojem nema slobodnih nosilaca električnog naboja, pa zbog toga vrlo slabo vodi električnu struju. Sinonim za pojam izolator je i dielektrik koji se u elektrotehnici obično koristi za izolatore u kondenzatorima, a često se susreće i u fizici.

Vrste izolatora

U različitim oblicima, izolatori su u širokoj upotrebi u tehnici, od porculanskih visokonaponskih izolatora za visokonaponske vodove, preko izolacijskih materijala kojima se presvlače električni kablovi, do raznih umjetnih materijala za kućišta električnih uređaja i alata, tijela elektroinstalacijskog materijala, izolacije rastavljača u rasklopnim uređajima jake struje, ploča za izradu štampanih pločica za elektroniku, izolirajućih folija za izradu kondenzatora i dr.

Među poznatim izolatorima najbolji je suhi zrak^{[nedostaje referenca]}. Nakon njega parafin, staklo, porculan, tinjac, tvrda guma, PVC i njemu srodni plastični materijali, svila, suhi papir i neke tekućine, (naročito specijalno ulje za transformatore). Neki od tih materijala današnja elektrotehnika ne primjenjuje jer nisu praktični, ali su bili u upotrebi prije pojave današnjih modernih izolacijskih materijala.

Osobine izolatora

Bakarni kabal izolovan plastičnim materijalom

Za svojstva i područja namjene izolatora važno je nekoliko karakterističnih parametra:

specifični otpor, znak ρ, izražen u Ωmm²/m. To je otpor prolasku struje kojeg pruža žica presjeka 1 mm², dužine 1 m. Dobre izolatore odlikuje visok specifični otpor.
probojna čvrstoća izražena u kV/mm predstavlja napon kod kojeg nastupa proboj izolatora debljine 1 mm.
dopuštena maksimalna temperatura je temperatura kod koje izolator još zadržava dovoljna mehanička i električna svojstva (naročito specifični otpor i probojnu čvrstoću) koja garantiraju siguran pogon. Prekoračenje te temperature može uzrokovati omekšavanje, pa i topljenje izolatora, zapaljenje, ugljenisanje i dr., nakon čega slijedi proboj izolacije.

Osobine najčešćih izolatora

Tabela daje navedene parametre za najčešće vrste izolacijskih materijala:

materijal	bakelit	mehka guma	tvrda guma	PVC elast.	PVC tvrdi	porculan	staklo	šelak	tinjac	ljepenka	transform. ulje
specifični otpor (Ωmm²/m)	10¹⁰	?	10¹⁶	10¹¹	10¹⁴	10¹⁰	10⁷	10¹⁴	10¹⁴	10⁸	10¹⁰
probojna čvrstoća (kV/mm)	20	10..30	10..30	20..35^[1]	20..50^[1]	50	30..38	12..20	20..60	10..30	8..12
dopuštena temperatura (°C)	55..100	-30..60	-40..80	60...70^[1]	70..80^[1]	?	?	75	?	130	85

Slobodni nosioci električnog naboja prisutni su i u poluprovodnicima. Vrlo čisti poluprovodnici su na niskim temperaturama izolatori, međutim dodavanjem primjesa postaju provodljivi. Pravi izolatori se od njih razlikuju mnogo većim zabranjenim pojasom između provodljivog i valentnog pojasa, ali uz dovoljno veliko električno polje i oni postaju provodljivi. To znači da ne postoji idealni izolator, već za svaki materijal postoji karakteristična probojna čvrstoća. Kod čvrstih izolatora proboj obično uzrokuje fizičke i hemijske promjene koje trajno pogoršavaju njegove osobine.

Reference

^ ^a ^b ^c ^d EUROPA-LEHRMITTEL, Tabellenbuch Elektrotechik, 2009, Haan-Gruiten, 23. Auflage ISBN 978-3-8085-3219-5 njem.

Također pogledajte

Logo Commonsa

Category:Thermal insulation na Wikimedia Commonsu.

[Tabellenbuch_Elektrotechnik-1] EUROPA-LEHRMITTEL, Tabellenbuch Elektrotechik, 2009, Haan-Gruiten, 23. Auflage ISBN 978-3-8085-3219-5 njem.

[1]