Isolierstoff

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EinIsolierstoff (auchIsoliermittel) ist in der Fachsprache einnichtleitendes Material, das also nur eine extrem geringe und somit vernachlässigbareelektrische Leitfähigkeit hat.[1] Isolierstoffe werden in derElektrotechnik verwendet, um denelektrischen Stromfluss auf diespannungsführenden Teile zu begrenzen. Aus Isolierstoffen werdenIsolatoren (z. B. beiKabeln) hergestellt (auch Isolation genannt).

Im Alltag sind mit dem Begriff Isolierstoff allgemein alleDämmstoffe gemeint, die eine Energie- oder Stoffübertragung behindern sollen, beispielsweise Wärme (Wärmedämmung), Schall (Schalldämmung) oder auch Wasserdampf (z. B.Anstrichstoffe) und Wasser (Bauwerksabdichtung).

Inhaltsverzeichnis

Elektrische Isolierstoffe

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Hochspannungsisolator aus Keramik

Elektrische Isolierstoffe haben einen hohenspezifischen elektrischen Widerstand (min. 1010 Ω·cm) und sind Nichtleiter. Weiterhin zeichnen sie sich durch eine hohe elektrischeDurchschlagsfestigkeit und ein geringesWasseraufnahmevermögen aus. Weitere Anforderung sind je nach Anwendungsbereich mechanische Festigkeit und Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen.

Wichtige Eigenschaften sind eine hoheKriechstromfestigkeit und thermische Belastbarkeit. Die thermische Belastbarkeit wird durchIsolierstoffklassen angegeben.

Im Gegensatz zumelektrischen Strom könnenelektromagnetische Felder (abhängig vonFrequenz undWellenlänge) Isolierstoffe in unterschiedlichem Ausmaß durchdringen, sind diese also nicht erwünscht, müssen Kabel zusätzlichabgeschirmt werden.[2][3][4]

Eine der ersten technisch verwendeten elektrischen Isolierstoffe Mitte des 19. Jahrhunderts warGuttapercha, der eingetrocknete Milchsaft des im malaiischen Raum heimischenGuttaperchabaumes, welcher im Bereich der damals entstehendenTelegrafenleitungen eingesetzt wurde.

Heute meistens eingesetzte Isolierstoffe sindKunststoffe (Duroplast,Thermoplast,Elastomere),technische Keramik,Isolieröl, ölgetränktes Papier, Glas.

Beispiele

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Adernisolation ausMineralfasern (Feuerschutzkabel)

Supraisolator-Effekt

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Analog zumSupraleiter gibt es bei Temperaturen um denabsoluten Nullpunkt den Effekt, dass derelektrische Widerstand mancher (Supra)-Isolatoren um mehrere Größenordnungen ansteigt. Dies kann sich bis zum völligen Verschwinden des elektrischen Leitwertes steigern, derartige Materialien bezeichnet man auch alsSupraisolator (engl.superinsulator).[5][6] Das Phänomen tritt nur bei supraleitenden Materialien auf und hängt eng mit dem Phänomen der Supraleitung zusammen.

Überlastungsschäden

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Jeder reale Isolierstoff kann immer nur bis zu einer gewissen Spannung und Temperatur isolieren.[7][8][9][10] Siehe dazu:Isolator: Überlastungsschäden

Einzelnachweise

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  1. Karl Küpfmüller, Wolfgang Mathis, Albrecht Reibiger:Theoretische Elektrotechnik: Eine Einführung. Springer-Verlag, 2013,ISBN 978-3-642-37940-6,S. 263 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 8. September 2016]). 
  2. Otfried Georg:Elektromagnetische Felder und Netzwerke: Anwendungen in Mathcad und PSpice. Springer-Verlag, 2013,ISBN 978-3-642-58420-6,S. 97 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 15. Juni 2016]). 
  3. Siegfried Hunklinger:Festkörperphysik. Walter de Gruyter, 2014,ISBN 978-3-486-85850-1,S. 592 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 15. Juni 2016]). 
  4. Hans Spülbeck:Theoretische Elektrizitätslehre: Eine Einführung für Studierende und Ingenieure. Springer-Verlag, 2013,ISBN 978-3-663-04360-7,S. 333 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 18. November 2016]). 
  5. Valerii M. Vinokur, Tatyana I. Baturina, Mikhail V. Fistul, Aleksey Yu. Mironov, Mikhail R. Baklanov, Christoph Strunk:Superinsulator and quantum synchronization. In:Nature.Band 452,Nr. 7187, 2008,S. 613–615,doi:10.1038/nature06837. 
  6. Ute Kehse:Plötzlicher Widerstand. In: wissenschaft.de. 7. April 2008, abgerufen am 8. September 2019. 
  7. Wilhelm Oburger:Die Isolierstoffe der Elektrotechnik. Springer-Verlag, 2013,ISBN 978-3-662-26196-5,S. 10 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 20. Juli 2016]). 
  8. Günther Oberdorfer:Kurzes Lehrbuch der Elektrotechnik. Springer-Verlag, 2013,ISBN 978-3-7091-5062-7,S. 75 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 20. Juli 2016]). 
  9. Eugen Flegler:Probleme des elektrischen Durchschlags. Springer-Verlag, 2013,ISBN 978-3-663-02856-7,S. 10 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 8. September 2016]). 
  10. Richard Marenbach, Dieter Nelles, Christian Tuttas:Elektrische Energietechnik: Grundlagen, Energieversorgung, Antriebe und Leistungselektronik. Springer-Verlag, 2013,ISBN 978-3-8348-2190-4,S. 241 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 27. Januar 2017]). 
Normdaten (Sachbegriff):GND:4027786-0(lobid,OGND,AKS)
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