Izolátor vs dielektrikum
Izolátor je materiál, ktorý neumožňuje tok elektrického prúdu pod vplyvom elektrického poľa. Dielektrikum je materiál s izolačnými vlastnosťami, ktorý sa polarizuje účinkom elektrického poľa.
Viac informácií o izolátore
Odolnosť voči prúdiacim elektrónom (alebo prúdu) izolátora je spôsobená chemickou väzbou materiálu. Takmer všetky izolátory majú vo vnútri silné kovalentné väzby, takže elektróny sú pevne spojené s jadrom, čo výrazne obmedzuje ich pohyblivosť. Vzduch, sklo, papier, keramika, ebonit a mnoho ďalších polymérov sú elektrické izolátory.
Na rozdiel od použitia vodičov sa izolátory používajú v situáciách, keď je potrebné prúdový prúd zastaviť alebo obmedziť. Mnoho vodivých vodičov je izolovaných z pružného materiálu, aby sa zabránilo úrazu elektrickým prúdom a interferencii s iným prúdom priamo. Základným materiálom pre dosky plošných spojov sú izolátory, ktoré umožňujú uskutočnenie riadeného kontaktu medzi prvkami diskrétnych obvodov. Nosné konštrukcie pre káble na prenos energie, ako napríklad priechodka, sú vyrobené z keramiky. V niektorých prípadoch sa ako izolátor používajú plyny, najbežnejším príkladom sú vysokovýkonné prenosové káble.
Každý izolátor má svoje limity, aby vydržal rozdiel potenciálov naprieč materiálom, keď napätie dosiahne túto hranicu, rozlomí sa odporová povaha izolátora a elektrický prúd začne prúdiť cez materiál. Najbežnejším príkladom je blesk, čo je elektrický rozpad vzduchu v dôsledku enormného napätia v búrkových mrakoch. Porucha, pri ktorej dôjde k elektrickému prierazu cez materiál, sa nazýva porucha pri prepichnutí. V niektorých prípadoch sa môže vzduch mimo pevného izolátora nabiť a rozpadnúť na správanie. Takéto prerušenie je známe ako prerušenie preskokového napätia.
Viac o dielektriku
Keď je dielektrikum umiestnené vo vnútri elektrického poľa, elektróny sa pod vplyvom pohybujú od svojich priemerných rovnovážnych polôh a zarovnávajú sa tak, aby reagovali na elektrické pole. Elektróny sú priťahované smerom k vyššiemu potenciálu a opúšťajú polarizovaný dielektrický materiál. Relatívne kladné náboje, jadrá, smerujú k nižšiemu potenciálu. Z tohto dôvodu sa vytvára vnútorné elektrické pole v smere opačnom k smeru vonkajšieho poľa. To má za následok nižšiu čistú intenzitu poľa vo vnútri dielektrika ako vonku. Potenciálny rozdiel v dielektriku je preto tiež nízky.
Táto polarizačná vlastnosť je vyjadrená veličinou nazývanou dielektrická konštanta. Materiál, ktorý má vysokú dielektrickú konštantu, sa nazýva dielektrika, zatiaľ čo materiály s nízkou dielektrickou konštantou sú zvyčajne izolátory.
V kondenzátoroch sa používa hlavne dielektrika, ktorá zvyšuje schopnosť kondenzátora ukladať povrchový náboj, čím dáva väčšiu kapacitu. Pre tento účel je zvolené dielektrikum, ktoré je odolné voči ionizácii, aby umožňovalo väčšie napätie na kondenzátorových elektródach. Dielektrika sa používa v elektronických rezonátoroch, ktoré vykazujú rezonanciu v úzkom frekvenčnom pásme, v mikrovlnnej oblasti.
Aký je rozdiel medzi izolátormi a dielektrikami?
• Izolátory sú materiály odolné voči toku elektrického náboja, zatiaľ čo dielektriká sú tiež izolačné materiály so špeciálnou polarizačnou vlastnosťou.
• Izolátory majú nízku dielektrickú konštantu, zatiaľ čo dielektriká majú relatívne vysokú dielektrickú konštantu
• Izolátory sa používajú na zabránenie toku náboja, zatiaľ čo dielektriká sa používajú na zlepšenie kapacity ukladania náboja kondenzátorov.
