Isolanti Elettrici: Una Guida Completa
Gli isolanti elettrici sono materiali che impediscono il passaggio della corrente elettrica. Hanno un’elevata resistenza elettrica e una bassa conduttività elettrica. Un esempio comune è la gomma, utilizzata per isolare fili e cavi elettrici, oltre che nella costruzione di apparecchiature e dispositivi elettrici come trasformatori, motori e generatori. Il materiale con la più alta resistenza dielettrica è il diamante sintetico o carbonio simile al diamante (DLC), con una forza di 10 milioni di volt per millimetro (V/mm).
Teoria Degli Isolanti Elettrici
Il comportamento degli elettroni negli isolanti si spiega con la teoria della struttura a bande. Gli atomi in un solido sono disposti in una struttura reticolare periodica. Gli elettroni occupano livelli energetici o “bande”. Negli isolanti, la banda di valenza, piena, è separata da un grande gap energetico dalla banda di conduzione, vuota. Questo rende gli isolanti cattivi conduttori di elettricità.
Esempi di 10 Buoni Isolanti Elettrici
Vetro: materiale solido trasparente o traslucido, usato in finestre, lenti e attrezzature da laboratorio.
Ceramica: materiale solido inorganico non metallico, usato in componenti elettrici come condensatori e resistori.
Gomma: materiale elastico isolante, usato in cablaggi elettrici e nella costruzione di apparecchiature.
Carta: materiale sottile da polpa di legno, usato in isolamento elettrico e imballaggi.
PVC: materiale plastico sintetico, usato nell’isolamento dei cavi elettrici e tubature.
Teflon: materiale fluoropolimerico sintetico, usato in applicazioni elettriche ad alta temperatura e frequenza.
Epossidico: materiale polimerico termoindurente, usato in elettronica come circuiti stampati e rivestimenti.
Bakelite: materiale plastico termoindurente, usato in passato per isolatori elettrici.
Olio: materiale isolante liquido, usato in trasformatori elettrici e altri dispositivi ad alta tensione.
Aria: materiale isolante gassoso, usato come mezzo dielettrico in condensatori ed altri dispositivi.
Gomma Come Isolante Elettrico
La gomma è un isolante elettrico comune con buona resistenza dielettrica, flessibilità, durabilità, e resistenza a umidità e sostanze chimiche. È usata in fili e cavi elettrici, apparecchiature e come rivestimento protettivo. Tuttavia, le sue proprietà elettriche possono variare in base alla composizione e altri fattori, quindi è importante scegliere il tipo giusto di gomma per ogni applicazione.
Tabella dei Valori di Resistività
Materiali Resistività (Ohm-metri)
Isolanti
Vetro 1012 – 1014
Gomma 1012 – 1014
Aria 1016 – 1019
Quarzo 7 x 107
Teflon 2 x 1018
Conduttori
Argento 1.59 x 10-8
Rame 1.68 x 10-8
Alluminio 2.65 x 10-8
Oro 2.44 x 10-8
Ferro 1 x 10-7
Classificazione dei Materiali Secondo la Conduttività Elettrica
I materiali si possono classificare in diverse categorie in base alla loro conduttività elettrica: conduttori, isolanti, semiconduttori, superconduttori e conduttori ionici. I metalli hanno generalmente un’elevata conduttività, mentre i non-metalli tendono ad avere una bassa conduttività.
