Verschil tussen isolator en diëlektricum

Isolator versus diëlektricum

Een isolator is een materiaal dat de stroom van elektrische stroom onder invloed van een elektrisch veld niet toelaat. Een diëlektricum is een materiaal met isolerende eigenschappen, dat polariseert onder invloed van een elektrisch veld.

Meer over Isolator

Weerstand tegen de stroomelektronen (of stroom) van een isolator is te wijten aan de chemische binding van het materiaal. Bijna alle isolatoren hebben sterke covalente bindingen aan de binnenzijde, zodat de elektronen stevig aan de kern gebonden zijn en hun mobiliteit sterk beperken. Lucht, glas, papier, keramiek, eboniet en vele andere polymeren zijn elektrische isolatoren.

In tegenstelling tot het gebruik van geleiders, worden isolatoren gebruikt in situaties waar de stroom moet worden gestopt of beperkt. Veel geleidende draden zijn geïsoleerd met een flexibel materiaal, om elektrische schokken en interferentie met een andere stroom direct te voorkomen. Basismaterialen voor printplaten zijn isolatoren, waardoor een gecontroleerd contact tussen de afzonderlijke circuitelementen mogelijk is. Ondersteunende structuren voor de krachtoverbrengingskabels, zoals de bus zijn gemaakt van keramiek. In sommige gevallen worden gassen gebruikt als isolator, het meest voorkomende voorbeeld zijn hoogvermogen transmissiekabels.

Elke isolator heeft zijn grenzen om een ​​potentiaalverschil over het materiaal te weerstaan, wanneer de spanning die limiet bereikt, breekt de resistieve aard van de isolator en begint de elektrische stroom door het materiaal te stromen. Het meest voorkomende voorbeeld is bliksem, dat is een elektrische afbraak van lucht als gevolg van enorme spanning in onweerswolken. Een doorslag waarbij de elektrische doorslag door het materiaal optreedt, staat bekend als een lekke afbraak. In sommige gevallen kan lucht buiten een solide isolator worden opgeladen en kapot gaan om te geleiden. Een dergelijke storing staat bekend als een flashover-spanningsdoorslag.

Meer over diëlektrica

Wanneer een diëlektricum in een elektrisch veld wordt geplaatst, bewegen de elektronen onder invloed van de gemiddelde evenwichtsposities en richten zich op een manier om op het elektrische veld te reageren. Elektronen worden aangetrokken naar de hogere potentiaal en laten het diëlektrische materiaal gepolariseerd. Relatief positieve ladingen, de kernen, zijn gericht op het lagere potentiaal. Daarom wordt een intern elektrisch veld gemaakt in de richting tegengesteld aan de richting van het externe veld. Dit resulteert in een lagere netto veldsterkte binnen het diëlektricum dan de buitenkant. Daarom is het potentiaalverschil in het diëlektricum ook laag.

Deze polarisatie-eigenschap wordt uitgedrukt door een hoeveelheid die diëlektrische constante wordt genoemd. Materiaal met een hoge diëlektrische constante is bekend als diëlektrica, terwijl materialen met een lage diëlektrische constante meestal isolatoren zijn.

Hoofdzakelijk worden diëlektrica gebruikt in condensatoren, die de capaciteitsopslaglading van de condensator vergroten, waardoor een grotere capaciteit wordt verkregen. Hiervoor worden diëlektrica gekozen die resistent zijn tegen ionisatie, om grotere spanningen over de condensatorelektroden mogelijk te maken. Diëlektrica worden gebruikt in elektronische resonatoren, die resonantie vertonen in een smalle frequentieband, in het microgolfgebied.