Izolator vs dielektryk
Izolator to materiał, który nie pozwala na przepływ prądu elektrycznego pod wpływem pola elektrycznego. Dielektryk to materiał o właściwościach izolacyjnych, który ulega polaryzacji pod wpływem pola elektrycznego.
Więcej o izolatorze
Odporność na przepływające elektrony (lub prąd) izolatora wynika z chemicznego wiązania materiału. Prawie wszystkie izolatory mają wewnątrz silne wiązania kowalencyjne, więc elektrony są ściśle związane z jądrem, co znacznie ogranicza ich ruchliwość. Powietrze, szkło, papier, ceramika, ebonit i wiele innych polimerów to izolatory elektryczne.
W przeciwieństwie do przewodów, izolatory są stosowane w sytuacjach, w których przepływ prądu musi zostać zatrzymany lub ograniczony. Wiele przewodów przewodzących jest izolowanych elastycznym materiałem, aby zapobiec porażeniu prądem elektrycznym i bezpośrednim zakłóceniom przepływu innego prądu. Podstawowym materiałem na płytki obwodów drukowanych są izolatory, umożliwiające kontrolowany kontakt między elementami obwodu dyskretnego. Konstrukcje wsporcze kabli elektroenergetycznych, takie jak przepusty, są wykonane z ceramiki. W niektórych przypadkach jako izolator stosuje się gazy, najczęściej spotykanym przykładem są kable przesyłowe dużej mocy.
Każdy izolator ma swoje granice, aby wytrzymać różnicę potencjałów w materiale, gdy napięcie osiągnie ograniczenie rezystancyjnej natury izolatora, a prąd elektryczny zacznie przepływać przez materiał. Najczęstszym przykładem jest wyładowanie atmosferyczne, które jest elektrycznym uszkodzeniem powietrza spowodowanym przez ogromne napięcie w chmurach burzowych. Awaria, w której przebicie elektryczne następuje przez materiał, jest znane jako przebicie. W niektórych przypadkach powietrze na zewnątrz stałego izolatora może zostać naładowane i uszkodzone, aby przewodzić. Takie przebicie jest znane jako przebicie napięcia przeskoku.
Więcej o dielektrykach
Kiedy dielektryk jest umieszczony wewnątrz pola elektrycznego, elektrony pod wpływem przemieszczają się ze swoich średnich pozycji równowagi i ustawiają się w taki sposób, aby odpowiedzieć na pole elektryczne. Elektrony są przyciągane w kierunku wyższego potencjału i pozostawiają spolaryzowany materiał dielektryczny. Względnie dodatnie ładunki, jądra, są skierowane w stronę niższego potencjału. Z tego powodu powstaje wewnętrzne pole elektryczne w kierunku przeciwnym do kierunku pola zewnętrznego. Powoduje to mniejsze natężenie pola netto wewnątrz dielektryka niż na zewnątrz. Dlatego potencjalna różnica w dielektryku jest również niska.
Tę właściwość polaryzacji wyraża wielkość zwana stałą dielektryczną. Materiały o wysokiej stałej dielektrycznej są znane jako dielektryki, podczas gdy materiały o niskiej stałej dielektrycznej są zwykle izolatorami.
W kondensatorach stosowane są głównie dielektryki, które zwiększają zdolność kondensatora do magazynowania ładunku powierzchniowego, dając tym samym większą pojemność. W tym celu wybiera się dielektryki odporne na jonizację, aby umożliwić wyższe napięcia na elektrodach kondensatora. Dielektryki są stosowane w rezonatorach elektronicznych, które wykazują rezonans w wąskim paśmie częstotliwości w obszarze mikrofal.
Jaka jest różnica między izolatorami a dielektrykami?
• Izolatory to materiał odporny na przepływ ładunku elektrycznego, natomiast dielektryki są również materiałami izolacyjnymi o specjalnych właściwościach polaryzacji.
• Izolatory mają niską stałą dielektryczną, podczas gdy dielektryki mają stosunkowo wysoką stałą dielektryczną
• Izolatory służą do zapobiegania przepływowi ładunku, podczas gdy dielektryki służą do poprawy pojemności magazynowania ładunku w kondensatorach.
