Izolátor vs dielektrikum
Izolátor je materiál, ktorý neumožňuje tok elektrického prúdu pod vplyvom elektrického poľa. Dielektrikum je materiál s izolačnými vlastnosťami, ktorý sa pôsobením elektrického poľa polarizuje.
Viac o Insulator
Odpor voči toku elektrónov (alebo prúdu) izolátora je spôsobený chemickou väzbou materiálu. Takmer všetky izolátory majú vo vnútri silné kovalentné väzby, takže elektróny sú pevne viazané na jadro, čo výrazne obmedzuje ich pohyblivosť. Vzduch, sklo, papier, keramika, ebonit a mnohé ďalšie polyméry sú elektrické izolátory.
Na rozdiel od použitia vodičov sa izolátory používajú v situáciách, keď je potrebné zastaviť alebo obmedziť tok prúdu. Mnohé vodivé drôty sú izolované pružným materiálom, aby sa zabránilo elektrickému šoku a priamemu rušeniu iného prúdu. Základnými materiálmi pre dosky plošných spojov sú izolátory, ktoré umožňujú vytvorenie kontrolovaného kontaktu medzi jednotlivými prvkami obvodu. Nosné konštrukcie pre káble na prenos energie, ako sú priechodky, sú vyrobené z keramiky. V niektorých prípadoch sa ako izolant používajú plyny, najčastejšie videným príkladom sú vysokovýkonné prenosové káble.
Každý izolátor má svoje limity, aby vydržal potenciálny rozdiel medzi materiálom, keď napätie dosiahne túto hranicu, odporová povaha izolátora sa zlomí a materiálom začne pretekať elektrický prúd. Najbežnejším príkladom je blesk, čo je elektrický rozpad vzduchu v dôsledku obrovského napätia v búrkových oblakoch. Porucha, pri ktorej dôjde k elektrickému prierazu cez materiál, je známa ako prepichnutie. V niektorých prípadoch sa môže vzduch mimo pevného izolátora nabiť a rozložiť na vedenie. Takáto porucha je známa ako porucha flashover napätia.
Viac o dielektrikách
Keď je dielektrikum umiestnené vo vnútri elektrického poľa, elektróny pod vplyvom sa pohybujú zo svojich priemerných rovnovážnych polôh a vyrovnávajú sa tak, aby reagovali na elektrické pole. Elektróny sú priťahované smerom k vyššiemu potenciálu a zanechávajú dielektrický materiál polarizovaný. Relatívne kladné náboje, jadrá, smerujú k nižšiemu potenciálu. Z tohto dôvodu sa vytvára vnútorné elektrické pole v opačnom smere ako je smer vonkajšieho poľa. Výsledkom je nižšia čistá intenzita poľa vo vnútri dielektrika ako vonku. Preto je potenciálny rozdiel v dielektriku tiež nízky.
Táto polarizačná vlastnosť je vyjadrená veličinou nazývanou dielektrická konštanta. Materiály s vysokou dielektrickou konštantou sú známe ako dielektrika, zatiaľ čo materiály s nízkou dielektrickou konštantou sú zvyčajne izolanty.
V kondenzátoroch sa používajú hlavne dielektrika, ktoré zvyšujú schopnosť kondenzátora uchovávať povrchový náboj, a tým poskytujú väčšiu kapacitu. Na tento účel sa vyberajú dielektriká odolné voči ionizácii, aby sa umožnilo väčšie napätie na elektródach kondenzátora. Dielektrika sa používajú v elektronických rezonátoroch, ktoré vykazujú rezonanciu v úzkom frekvenčnom pásme v mikrovlnnej oblasti.
Aký je rozdiel medzi izolátormi a dielektrikami?
• Izolátory sú materiály, ktoré sú odolné voči toku elektrického náboja, pričom dielektriká sú tiež izolačné materiály so špeciálnou vlastnosťou polarizácie.
• Izolátory majú nízku dielektrickú konštantu, zatiaľ čo dielektriká majú relatívne vysokú dielektrickú konštantu
• Izolátory sa používajú na zabránenie toku náboja, zatiaľ čo dielektrika sa používajú na zlepšenie kapacity akumulácie náboja v kondenzátoroch.
