Ein Isolator ist ein Material oder eine Methode, die die Übertragung von Wärme oder Elektrizität einschränkt. Im Fall von Wärme arbeiten Wärmeisolatoren, indem sie die Geschwindigkeit verringern, mit der Wärme durch einen Raum wandern kann. Im Allgemeinen verwenden sie spezielle Materialien und verhindern, dass sich wärmeleitende Stoffe bewegen. Im Fall von Elektrizität begrenzen elektrische Isolatoren einen elektrischen Strom auf einen bestimmten Pfad. Sie arbeiten typischerweise unter Verwendung eines Materials mit vielen äußeren Wahlen, ein Zustand, der eine geringe elektrische Leitfähigkeit verursacht.
Der erste Sinn eines Isolators ist der thermische Sinn. Ein Wärmeisolator hilft, ein Objekt auf der gleichen Temperatur zu halten, egal ob heiß oder kalt. Es funktioniert normalerweise, indem es entweder Leitung oder Konvektion anspricht, die zwei Arten der Wärmeübertragung sind. Leitung ist Wärme, die sich durch ein Material bewegt, dessen Atome stationär sind; Dieser Typ bezieht sich auf die Wärme, die durch ein Stück festes Metall wandern kann. Konvektion hingegen ist innere Wärme, die von bewegten Stoffen getragen wird; Dies tritt auf, wenn der Wind Wärme vom Körper wegträgt.
Ein Wärmeisolator funktioniert durch Verlangsamen der Geschwindigkeit, mit der sich Wärme durch einen Bereich bewegen kann. Die Rate der leitfähigen Wärmeübertragung ist proportional zu einer Materialeigenschaft namens Wärmeleitfähigkeit – Kupfer beispielsweise überträgt Wärme aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit schnell. Ein guter Isolator hat daher eine niedrige Wärmeleitfähigkeit. Tatsächlich hat Luft eine geringe Leitfähigkeit, aber sie neigt dazu, sich viel zu bewegen. Die Verwendung einer Decke wirkt als Wärmeisolator, da sie die Luft dazu zwingt, Wärme durch Leitung statt durch Konvektion zu übertragen.
Der zweite Sinn eines Isolators ist elektrisch. Ein elektrischer Isolator lässt keinen elektrischen Strom durch ihn fließen, da er eine geringe elektrische Leitfähigkeit hat. Viele Faktoren beeinflussen die elektrische Leitfähigkeit, einschließlich der Temperatur, aber Elemente neigen dazu, entweder eine hohe oder eine niedrige Leitfähigkeit aufzuweisen. Dies liegt daran, dass verschiedene Elemente eine unterschiedliche Anzahl äußerer Elektronen haben, was sich ändert, wie leicht es ist, diese Elektronen freizugeben. Metalle zum Beispiel neigen dazu, eine hohe Leitfähigkeit zu haben, weil ihre äußeren Elektronen leicht freigesetzt werden können.
Viele andere Elemente und Verbindungen haben eine hohe Anzahl äußerer Elektronen, was es schwierig macht, sie freizusetzen. Dies ist in der Regel bei Glas, Kunststoff, Porzellan und Gummi der Fall. Daher werden diese Materialien in Elektrogeräten verwendet, um elektrische Ströme auf einem begrenzten Weg zu halten. Eine geringe elektrische Leitfähigkeit ist auch eine Eigenschaft von Luft und vielen anderen Gasen. Luft ist der einzige Isolator, der auf erhöhten Stromleitungen verwendet wird.