Les isolants électriques, également parfois appelés diélectriques, sont des matériaux capables de supporter et d’absorber le flux d’un courant électrique et sont couramment utilisés pour sceller ou protéger les fils électriques. Les fils et autres conducteurs électriques sont généralement très puissants en termes de charges qu’ils émettent. À moins qu’ils ne soient isolés, il existe un risque que des personnes reçoivent un choc électrique en les touchant ou même en travaillant en étroite collaboration avec eux, et ils présentent également un risque accru d’incendie lorsqu’ils sont enfermés dans des structures en bois ou en d’autres matériaux inflammables. Un isolant protège et protège essentiellement le conducteur afin que l’électricité puisse circuler à travers le conducteur, pas hors de celui-ci. Les isolateurs sont courants dans la construction, dans l’industrie et dans les applications mécaniques – pratiquement partout où il y a un courant électrique qui a besoin d’être blindé. Ils peuvent être faits de beaucoup de choses. Le verre et la porcelaine étaient parmi les premiers modèles, et ces matériaux sont toujours populaires dans certains contextes. Plus généralement, cependant, les conducteurs modernes sont recouverts de résines de silicone ou d’autres matériaux similaires au plastique conçus spécifiquement à des fins électriques.
Composition de base
Les matériaux diélectriques sont constitués de substances contenant des électrons, ou particules d’énergie, qui sont comprimées ensemble par un processus chimique. Il est presque impossible de faire passer une tension électrique à travers ces matériaux. Certains isolateurs sont considérés comme ayant des seuils de tension électrique plus élevés que d’autres, et en tant que classe, ils sont généralement appelés «isolateurs haute tension». Ces types d’isolateurs sont vraiment importants pour des choses comme les transformateurs ou les grands circuits dans les centrales électriques. Ils sont probablement plus puissants que ce dont quelqu’un aurait besoin pour recouvrir un système électrique domestique ou un ensemble de fils dans un appareil, mais ils fonctionneraient dans la plupart des cas. L’idée principale ici est de revêtir le fil ou un autre élément sous tension pour maintenir le courant, qu’il soit faible ou fort, contenu.
Premiers modèles
Le verre était couramment utilisé comme isolant électrique au début de l’électricité. Les techniciens ont découvert assez rapidement que les fils sous tension étaient un danger et que le verre était l’une des substances les plus facilement disponibles pouvant contenir les charges. Il était généralement formé en tubes de diamètres variables qui glissaient sur les fils et autres éléments électriques. Dans les années 1800, ce matériau a aidé à protéger les câbles télégraphiques exposés.
Avec d’autres matériaux non métalliques tels que la porcelaine, le mica et la céramique, le verre peut supporter les volts les plus élevés du courant électrique. Le caoutchouc a été inventé au milieu des années 1800 et il était initialement utilisé pour aider à sceller les isolants en verre et pour leur donner un ajustement plus serré et plus serré le long des fils. Le caoutchouc a un seuil de tension inférieur à celui du verre et de la porcelaine en raison de sa composition en électrons lâches, ce qui le rend moins apte à être utilisé seul. Avec le verre ou la porcelaine, cependant, le résultat avait tendance à être très fort.
Avancées modernes
Les électriciens d’aujourd’hui sont souvent en mesure d’obtenir un ajustement beaucoup plus serré et plus personnalisé grâce à l’utilisation de manchons en Teflon® et en dioxyde de silicium. Ces matériaux sont très malléables, ce qui signifie qu’ils peuvent être conçus pour enrober vraiment les fils et les conducteurs avec très peu d’espace de chaque côté. Comme ils sont devenus plus courants, ils sont également devenus moins chers. Les manchons se déplacent avec les fils dans la plupart des cas et peuvent être très utiles lorsqu’il s’agit de protéger les lignes électriques et le câblage interne des transformateurs et des générateurs.
Isolateurs composites
Il existe également des isolants composites fabriqués à partir d’une combinaison de plusieurs matériaux différents. Parfois, ceux-ci utilisent quelque chose comme du verre à un endroit mais du Teflon® à un autre, mais ils peuvent également être fabriqués à partir de mélanges ou de combinaisons de matériaux entièrement exclusifs. Les isolateurs composites conviennent à une variété d’applications d’ingénierie électrique, allant des automobiles aux appareils électroménagers. Ils ont tendance à manquer de la résistance que le verre et la porcelaine ont pour résister à une tension électrique élevée et peuvent s’user plus rapidement, mais ils sont idéaux pour les applications de fabrication à grande échelle en raison de leurs faibles coûts et de leur polyvalence.