Elektros izoliatoriai, taip pat kartais vadinami “dielektrika”, yra medžiagos, kurios gali atlaikyti ir sugerti elektros srovės srautą ir dažniausiai naudojamos elektros laidams sandarinti arba apsaugoti. Laidai ir kiti elektros laidininkai paprastai yra labai galingi, atsižvelgiant į jų skleidžiamus krūvius. Jei jie nėra izoliuoti, yra pavojus, kad žmonės gali patirti elektros smūgį juos liesdami ar net glaudžiai dirbdami su jais, be to, jie padidina gaisro pavojų, kai yra uždari medinėse ar kitose degių medžiagų konstrukcijose. Izoliatorius iš esmės apsaugo ir ekranuoja laidininką, kad elektra galėtų tekėti per laidininką, o ne iš jo. Izoliatoriai yra įprasti statybose, pramonėje ir mechaniniuose įrenginiuose – iš esmės visur, kur yra elektros srovė, kurią reikia ekranuoti. Jie gali būti pagaminti iš daugelio dalykų. Stiklas ir porcelianas buvo vieni iš ankstyviausių modelių, o šios medžiagos vis dar populiarios kai kuriose vietose. Tačiau dažniau šiuolaikiniai laidininkai yra padengti silikono derva arba kitomis į plastiką panašiomis medžiagomis, specialiai sukurtomis elektrai.
Pagrindinė kompozicija
Dielektrinės medžiagos yra sudarytos iš medžiagų su elektronais arba energijos dalelėmis, kurios suspaudžiamos cheminio proceso metu. Per šias medžiagas beveik neįmanoma patekti į elektros įtampą. Manoma, kad kai kurie izoliatoriai turi aukštesnes elektros įtampos slenksčius nei kiti, o kaip klasė jie paprastai vadinami „aukštos įtampos izoliatoriais“. Tokie izoliatoriai yra labai svarbūs tokiems dalykams kaip transformatoriai ar didelės elektrinių grandinės. Tikriausiai jie yra galingesni, nei kam nors prireiktų padengti namų elektros sistemą ar prietaiso laidų rinkinį, tačiau jie veiktų daugeliu atvejų. Pagrindinė mintis čia yra padengti laidą ar kitą “gyvų” elementą, kad būtų išlaikyta silpna ar stipri srovė.
Ankstyvieji modeliai
Stiklas dažniausiai buvo naudojamas kaip elektros izoliatorius pirmosiomis elektros energijos dienomis. Technikai gana greitai išsiaiškino, kad įtampą turintys laidai kelia pavojų, o stiklas yra viena iš lengviausiai prieinamų medžiagų, galinčių turėti krūvius. Paprastai jis buvo formuojamas į įvairaus skersmens vamzdžius, kurie slysdavo per laidus ir kitus elektros elementus. 1800-aisiais ši medžiaga padėjo apsaugoti atvirus telegrafo laidus.
Kartu su kitomis nemetalinėmis medžiagomis, tokiomis kaip porcelianas, žėrutis ir keramika, stiklas gali atlaikyti didžiausią elektros srovę. Guma buvo išrasta XIX amžiaus viduryje ir iš pradžių buvo naudojama stikliniams izoliatoriams sandarinti ir užtikrinti, kad jie būtų tvirtesni ir tvirtesni prie laidų. Guma turi žemesnę įtampos slenkstį nei stiklas ir porcelianas dėl laisvos elektronų sudėties, todėl ji mažiau tinkama naudoti vieną. Tačiau kartu su stiklu ar porcelianu rezultatas buvo labai stiprus.
Šiuolaikiniai pasiekimai
Naudodami tefloną® ir silicio dioksido įvores, elektrikai šiandien dažnai gali gauti daug tvirtesnį ir labiau pritaikytą prigludimą. Šios medžiagos yra labai lanksčios, o tai reiškia, kad jos gali būti pagamintos taip, kad iš tikrųjų padengtų laidus ir laidininkus, turint labai mažai vietos abiejose pusėse. Kadangi jie tapo įprastesni, jie taip pat tapo pigesni. Daugeliu atvejų rankovės juda kartu su laidais ir gali būti labai vertingos, kai reikia apsaugoti elektros linijas ir vidinius laidus transformatoriuose ir generatoriuose.
Kompozitiniai izoliatoriai
Taip pat yra kompozitinių izoliatorių, kurie gaminami iš kelių skirtingų medžiagų derinio. Kartais jie vienoje vietoje naudoja kažką panašaus į stiklą, o kitoje – Teflon®, tačiau jie taip pat gali būti pagaminti iš visiškai patentuotų medžiagų mišinių ar derinių. Kompozitiniai izoliatoriai tinka įvairiems elektros inžinerijos tikslams – nuo automobilių iki prietaisų. Stiklas ir porcelianas paprastai neturi tvirtumo, kurį turi atlaikyti aukštą elektros įtampą ir gali greičiau susidėvėti, tačiau dėl mažų sąnaudų ir universalumo jie idealiai tinka didelės apimties gamybai.