Izoliatorius ir dielektrikas
Izoliatorius yra medžiaga, kuri neleidžia tekėti elektros srovei veikiant elektriniam laukui. Dielektrikas yra medžiaga, turinti izoliacines savybes, kuri poliarizuojasi veikiant elektriniam laukui.
Daugiau apie „Insulator“
Atsparumas izoliatoriaus srauto elektronams (arba srovei) atsiranda dėl cheminio medžiagos sujungimo. Beveik visų izoliatorių viduje yra stiprios kovalentinės jungtys, todėl elektronai yra tvirtai surišti su branduoliu, stipriai ribodami jų mobilumą. Oras, stiklas, popierius, keramika, Ebonitas ir daugelis kitų polimerų yra elektriniai izoliatoriai.
Priešingai nei naudojami laidininkai, izoliatoriai naudojami tais atvejais, kai reikia sustabdyti arba apriboti srovės srautą. Daugelis laidžių laidų yra izoliuoti lanksčia medžiaga, kad būtų išvengta elektros smūgio ir tiesioginio kito srovės trikdymo. Pagrindinės spausdintinių plokščių medžiagos yra izoliatoriai, leidžiantys kontroliuoti kontaktą tarp diskrečiųjų grandinių elementų. Elektros perdavimo kabelių atraminės konstrukcijos, tokios kaip įvorė, yra pagamintos iš keramikos. Kai kuriais atvejais dujos naudojamos kaip izoliatorius, dažniausiai matomas pavyzdys yra didelės galios perdavimo kabeliai.
Kiekvienas izoliatorius turi savo ribas, kad atlaikytų medžiagos potencialų skirtumą, kai pasiekia įtampa, kuri riboja izoliatoriaus varžinį pobūdį, o elektros srovė pradeda tekėti per medžiagą. Dažniausias pavyzdys yra žaibavimas, kuris yra elektrinis oro skilimas dėl milžiniškos įtampos perkūnijos debesyse. Sugedimas, kai elektrinis gedimas įvyksta per medžiagą, yra žinomas kaip punkcijos gedimas. Kai kuriais atvejais oras, esantis už kieto izoliatoriaus, gali įkrauti ir suskaidyti. Toks suskirstymas yra žinomas kaip bangos įtampos gedimas.
Daugiau apie „Dielectrics“
Kai dielektrikas dedamas į elektrinį lauką, veikiami elektronai pereina iš jo vidutinės pusiausvyros padėties ir išsilygina taip, kad reaguotų į elektrinį lauką. Elektronai pritraukiami link didesnio potencialo ir palieka dielektrinę medžiagą poliarizuotą. Santykinai teigiami krūviai, branduoliai, yra nukreipti į mažesnį potencialą. Dėl to sukuriamas vidinis elektrinis laukas priešinga išorinio lauko krypčiai. Tai lemia mažesnį grynojo lauko stiprį dielektriko viduje nei išorėje. Todėl galimas dielektriko skirtumas taip pat yra mažas.
Ši poliarizacijos savybė išreiškiama dydžiu, vadinamu dielektrine konstanta. Medžiagos, turinčios didelę dielektrinę konstantą, vadinamos dielektrikais, o medžiagos, turinčios mažą dielektrinę konstantą, paprastai yra izoliatoriai.
Kondensatoriuose daugiausia naudojami dielektrikai, kurie padidina kondensatoriaus gebėjimą kaupti paviršiaus krūvį, taigi suteikia didesnę talpą. Tam pasirenkama atspari jonizacijai dielektrika, kad kondensatoriaus elektroduose būtų didesnė įtampa. Dielektrikai naudojami elektroniniuose rezonatoriuose, kurie rezonansą demonstruoja siauroje dažnių juostoje, mikrobangų krosnelėje.
Kuo skiriasi izoliatoriai ir dielektrikai?
• Izoliatoriai yra medžiagos, atsparios elektros krūvio srautui, o dielektrikai taip pat yra izoliacinės medžiagos, pasižyminčios ypatinga poliarizacijos savybe.
• Izoliatorių dielektrinė konstanta yra maža, o dielektrikų - gana aukšta
• Izoliatoriai naudojami siekiant užkirsti kelią krūvio srautui, o dielektrikai naudojami kondensatorių krūvio kaupimo pajėgumui pagerinti.
