Izolator proti dielektriku
Izolator je material, ki ne prepušča pretoka električnega toka pod vplivom električnega polja. Dielektrik je material z izolacijskimi lastnostmi, ki se pod vplivom električnega polja polarizira.
Več o izolatorju
Odpornost na pretok elektronov (ali tok) izolatorja je posledica kemične vezi materiala. Skoraj vsi izolatorji imajo v notranjosti močne kovalentne vezi, zato so elektroni tesno vezani na jedro, kar močno omejuje njihovo mobilnost. Zrak, steklo, papir, keramika, ebonit in številni drugi polimeri so električni izolatorji.
V nasprotju z uporabo prevodnikov se izolatorji uporabljajo v situacijah, ko je treba ustaviti ali omejiti pretok toka. Številne prevodne žice so izolirane s prožnim materialom, da preprečijo električni udar in motnje drugega toka, ki teče neposredno. Osnovni materiali za tiskana vezja so izolatorji, ki omogočajo nadzorovan stik med elementi diskretnega vezja. Nosilne strukture za kable za prenos električne energije, kot so puše, so izdelane iz keramike. V nekaterih primerih se plini uporabljajo kot izolator, najpogosteje viden primer so kabli za prenos velike moči.
Vsak izolator ima svoje meje, da prenese potencialno razliko v materialu, ko napetost doseže to mejo, se upornost izolatorja zlomi in električni tok začne teči skozi material. Najpogostejši primer je strela, ki je električni preboj zraka zaradi ogromne napetosti v nevihtnih oblakih. Okvara, pri kateri pride do električnega preboja skozi material, je znana kot preboj zaradi preboja. V nekaterih primerih se lahko zrak zunaj trdnega izolatorja naelektri in razgradi, da prevaja. Takšna razčlenitev je znana kot razpad preskočne napetosti.
Več o dielektrikih
Ko je dielektrik postavljen v električno polje, se elektroni pod vplivom premaknejo iz svojih povprečnih ravnotežnih položajev in se poravnajo tako, da se odzovejo na električno polje. Elektroni se privlačijo proti višjemu potencialu in pustijo dielektrični material polariziran. Relativno pozitivni naboji, jedra, so usmerjeni proti nižjemu potencialu. Zaradi tega se ustvari notranje električno polje v smeri, ki je nasprotna smeri zunanjega polja. Posledica tega je manjša neto poljska jakost znotraj dielektrika kot zunaj. Zato je tudi potencialna razlika v dielektriku majhna.
Ta lastnost polarizacije je izražena s količino, imenovano dielektrična konstanta. Materiali z visoko dielektrično konstanto so znani kot dielektriki, medtem ko so materiali z nizko dielektrično konstanto običajno izolatorji.
V kondenzatorjih se uporabljajo predvsem dielektriki, ki povečajo sposobnost kondenzatorja za shranjevanje površinskega naboja, kar daje večjo kapacitivnost. Za to so izbrani dielektriki, ki so odporni na ionizacijo, da omogočijo večje napetosti na elektrodah kondenzatorja. Dielektriki se uporabljajo v elektronskih resonatorjih, ki kažejo resonanco v ozkem frekvenčnem pasu v mikrovalovnem območju.
Kakšna je razlika med izolatorji in dielektriki?
• Izolatorji so materiali, ki so odporni na tok električnega naboja, medtem ko so dielektriki tudi izolacijski materiali s posebno lastnostjo polarizacije.
• Izolatorji imajo nizko dielektrično konstanto, medtem ko imajo dielektriki razmeroma visoko dielektrično konstanto
• Izolatorji se uporabljajo za preprečevanje toka naboja, medtem ko se dielektriki uporabljajo za izboljšanje zmogljivosti shranjevanja naboja kondenzatorjev.
