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 binnenkant, dus de elektronen zijn stevig gebonden aan de kern en beperken hun mobiliteit sterk. 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 gecontroleerd contact tussen de discrete circuitelementen kan worden gemaakt. Ondersteunende structuren voor de krachtoverbrengingskabels, zoals bussen, zijn gemaakt van keramiek. In sommige gevallen worden gassen als isolator gebruikt, het meest voorkomende voorbeeld zijn transmissiekabels met hoog vermogen.
Elke isolator heeft zijn limieten 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, wat een elektrische storing van lucht is als gevolg van een enorme spanning in onweerswolken. Een storing waarbij de elektrische storing door het materiaal heen optreedt, staat bekend als een lekke band. In sommige gevallen kan lucht buiten een vaste isolator worden opgeladen en kapot gaan om te geleiden. Een dergelijke doorslag staat bekend als een doorslag van de flashover-spanning.
Meer over diëlektrica
Wanneer een diëlektricum in een elektrisch veld wordt geplaatst, verplaatsen de elektronen onder invloed zich van de gemiddelde evenwichtsposities en worden zodanig uitgelijnd dat ze op het elektrische veld reageren. Elektronen worden aangetrokken naar de hogere potentiaal en laten het diëlektrische materiaal gepolariseerd achter. Relatief positieve ladingen, de kernen, zijn gericht op de lagere potentiaal. Hierdoor wordt een intern elektrisch veld gecreëerd in de richting tegengesteld aan de richting van het externe veld. Dit resulteert in een lagere netto veldsterkte binnen het diëlektricum dan buiten. Daarom is het potentiaalverschil in het diëlektricum ook laag.
Deze polarisatie-eigenschap wordt uitgedrukt door een grootheid die diëlektrische constante wordt genoemd. Materiaal met een hoge diëlektrische constante staat bekend als diëlektrica, terwijl materialen met een lage diëlektrische constante gewoonlijk isolatoren zijn.
Voornamelijk diëlektrica worden gebruikt in condensatoren, die het vermogen van de condensator vergroten om oppervlaktelading op te slaan, waardoor een grotere capaciteit ontstaat. Hiervoor is gekozen voor diëlektrica die bestand 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.
Wat is het verschil tussen isolatoren en diëlektrica?
• Isolatoren zijn materiaal dat bestand is tegen elektrische ladingsstroom, terwijl diëlektrica ook isolerende materialen zijn met een speciale eigenschap van polarisatie.
• Isolatoren hebben een lage diëlektrische constante, terwijl diëlektrica een relatief hoge diëlektrische constante hebben
• Isolatoren worden gebruikt om ladingsstroom te voorkomen, terwijl diëlektrica worden gebruikt om de ladingsopslagcapaciteit van condensatoren te verbeteren.
