Statische elektriciteit is de benaming voor elektriciteit die zich voordoet in slecht- of niet-geleidende stoffen. In deze isolatoren kan elektrische lading worden geïnduceerd (opgewekt) die in rust blijft bestaan en zich niet verplaatst doordat er geen stroom kan lopen.
Bij het toevoegen van geladen deeltjes aan een geleider neemt de afstand tussen de deeltjes af, waardoor het steeds meer energie per ladingseenheid kost om extra lading toe te voegen. Dit is de potentiaal ofwel spanning van die geleider, uitgedrukt in volt (V).
Stoffen waarin elektronen zich minder goed of helemaal niet kunnen bewegen worden isolatoren genoemd. Lading kan zich niet of nauwelijks door een isolator verplaatsen en er zal dus geen stroom door gaan lopen. Voorbeelden van isolatoren zijn plastics, hout, rubber en glas.
Een isolator laat geen elektriciteit door omdat alle elektrische deeltjes in de stof een vaste plek hebben. Je kunt voorbeelden noemen van elektrische geleiders. Alle metalen zijn goede elektrische geleiders. Voorbeelden zijn: aluminium, ijzer, staal, nikkel, lood, zink, chroom, tin, zilver, goud, kwik en koper.
We denken meteen aan metalen en plastic als geleider of isolator. Wat de meesten niet weten is dat (zuiver) water een slechte geleider is! Dat heet weerstand (Ohm). Hoe meer weerstand (dus hoe hoger de Ohm), hoe slechter de elektriciteit erdoor raakt.
Zo'n materiaal noemen we een isolator . Voorbeelden van isolatoren zijn hout, plastic , rubber, glas en vooral lucht.
Kunststoffen kunnen worden gebruikt als mantelisolatie om stroomdraden heen, maar ook als volwaardige isolator om hoogspanningskabels aan op te hangen.
Dat hout goed isoleert heeft te maken met de unieke celstructuur. Door deze celstructuur is hout slecht geleidend. Het isolerende vermogen van hout ligt bijvoorbeeld 15 keer hoger dan die van beton, 400 keer hoger dan staal en maarliefst 1770 keer hoger dan aluminium.
Veel warmte-isolatie berust op het vasthouden van lucht omdat stilstaande lucht zelf een goede isolator is. Lucht is eveneens een elektrische isolator maar elektrische olie is veel beter en zorgt ook voor een goede warmte-overdracht om de elektrische installatie te koelen.
Water geleidt van nature elektrische stroom door de aanwezigheid van positieve (kationen) en negatieve ionen (anionen). Dit wordt de geleidbaarheid genoemd en uitgedrukt in Siemens per meter. Voor meer nauwkeurigheid wordt meestal de eenheid micro Siemens per centimeter gebruikt (µS/cm).
Zonder doping geleiden de kunststoffen niet of nauwelijks. De valentieband is dan vol, zodat de elektronen zich niet kunnen bewegen, en de geleidingsband is leeg. De doping van geleidende kunststoffen lijkt in vele opzichten op die van halfgeleiders.
Zouten kunnen alleen stroom geleiden wanneer het zout vloeibaar (l) of opgelost in water is (aq). Verantwoordelijk voor de stroomgeleiding zijn de aanwezige ionen. Een ion is een atoom dat niet een gelijk aantal protonen en elektronen bevat.
Materialen die de stroom niet doorlaten noemt men isolatoren. Plastiek, rubber, wol, droog papier, droog hout, glas, porcelein... zijn goede isolatoren.
Metalen als aluminium, koper, zilver en goud geleiden elektrische stroom erg goed. Koper wordt daarom op grote schaal als geleider, bijvoorbeeld in stroomdraad, toegepast.
Alle metalen zijn geleiders. De beste, dat wil zeggen met de kleinste soortelijke weerstand, zijn zilver en koper, omdat hun enige valentie-elektron zich vrijwel als een vrij gas door het kristalrooster beweegt, maar ook aluminium is een goede geleider.
Als een materiaal GEEN stroom geleidt, noem je het een isolator. Stroomkabels zijn voorzien van een kunststof omhulsel zodat je niet onder stroom komt te staan. Het kunststoffen omhulsel is dan de isolator. Het isoleert de stroom van de buitenwereld.
Stilstaande lucht geleidt inderdaad geen warmte en is derhalve een goede isolator, maar dan moet de lucht ook helemaal stil kunnen blijven staan! Zodra deze kan gaan bewegen zal er ook warmte gaan bewegen. Deze stelling vormt het beginsel van isolatie.
Dit wijst op een duidelijk verband tussen elektrische geleiding en warmtegeleiding. Metalen die goed warmte geleiden, zoals zilver, geleiden ook goed elektriciteit en andersom. Metalen die relatief slecht warmte geleiden, zoals lood, geleiden ook minder goed elektriciteit.
Stoffen die een zeer slechte warmtegeleiding hebben heten (warmte)isolatoren. Stilstaande lucht is een erg goede isolator, vandaar dat het vaak als isolatie gebruikt wordt (in een spouwmuur, in gaatjes van een wollen trui of in glaswol).
Stoffen die warmte niet goed geleiden, heten slechte warmte geleiders. Een paar slechte warmtegeleiders zijn: glas-hout-stro-plastic en wol. Een slechte warmtegeleider wordt ook wel een goede warmte-isolator genoemd.
Elk bolletje bestaat uit 98% lucht en maar 2% polystyreen. Stilstaande lucht is de beste isolator, daardoor werkt piepschuim zo goed als isolatiemateriaal. Piepschuim isolatieplaten zijn zeer licht en compact.
De verschillende PVC vloeren hebben invloed op de warmtegeleiding van de vloer. Zo geleiden bepaalde PVC vloeren warmte minder goed door, waardoor de warmte minder snel voelbaar is. Zo is de warmte van vloerverwarming i.c.m. klik PVC minder snel voelbaar, gezien de dikkere laag.
Metalen zijn goede stroomgeleiders. Dat komt omdat de elektronen zich door een metalen voorwerp kunnen verplaatsen. Ze komen weer naar elkaar toe.
[technologie en techniek] Materiaal dat energie, zoals warmte of elektriciteit, nauwelijks doorlaat. Voorbeelden zijn (droog) hout, plastic, glas en porselein. In electrische toepassingen zijn isolatoren dus de tegenpool van geleiders.
Bij een houten lepel brandt het lampje niet. Hout is immers een isolator, die geen elektriciteit geleidt. De stroomkring wordt dus niet gesloten. Van alle opgesomde materialen, is koper de beste geleider.