Изолятор против диэлектрика
Изолятор – это материал, который не пропускает электрический ток под действием электрического поля. Диэлектрик - это материал с изолирующими свойствами, который поляризуется под действием электрического поля.
Подробнее об изоляторе
Сопротивление потоку электронов (или току) изолятора обусловлено химической связью материала. Почти все изоляторы имеют прочные ковалентные связи внутри, поэтому электроны прочно связаны с ядром, что сильно ограничивает их подвижность. Воздух, стекло, бумага, керамика, эбонит и многие другие полимеры являются электрическими изоляторами.
В отличие от проводников, изоляторы используются в ситуациях, когда необходимо остановить или ограничить ток. Многие проводники изолированы гибким материалом, чтобы предотвратить поражение электрическим током и прямое вмешательство другого тока. Базовыми материалами для печатных плат являются изоляторы, позволяющие осуществлять управляемый контакт между дискретными элементами схемы. Несущие конструкции для кабелей ЛЭП, такие как втулки, выполнены из керамики. В некоторых случаях в качестве изолятора используются газы, наиболее часто встречающийся пример - кабели передачи большой мощности.
Каждый изолятор имеет свои пределы, чтобы выдерживать разность потенциалов на материале, когда напряжение достигает этого предела, резистивная природа изолятора ломается, и электрический ток начинает течь через материал. Наиболее распространенным примером является молния, представляющая собой электрический пробой воздуха из-за огромного напряжения в грозовых облаках. Пробой, при котором электрический пробой происходит через материал, известен как прокол. В некоторых случаях воздух вне твердого изолятора может заряжаться и терять проводимость. Такой пробой известен как пробой напряжения пробоя.
Подробнее о диэлектриках
Когда диэлектрик помещается в электрическое поле, электроны под его воздействием перемещаются из своего среднего положения равновесия и выравниваются таким образом, чтобы реагировать на электрическое поле. Электроны притягиваются к более высокому потенциалу и оставляют диэлектрический материал поляризованным. Относительно положительные заряды ядер направлены к более низкому потенциалу. Из-за этого создается внутреннее электрическое поле с направлением, противоположным направлению внешнего поля. Это приводит к более низкой чистой напряженности поля внутри диэлектрика, чем снаружи. Следовательно, разность потенциалов в диэлектрике также невелика.
Это свойство поляризации выражается величиной, называемой диэлектрической проницаемостью. Материалы с высокой диэлектрической проницаемостью называются диэлектриками, а материалы с низкой диэлектрической проницаемостью обычно являются изоляторами.
В конденсаторах используются в основном диэлектрики, которые увеличивают способность конденсатора накапливать поверхностный заряд, что обеспечивает большую емкость. Для этого выбирают диэлектрики, устойчивые к ионизации, чтобы обеспечить большее напряжение на электродах конденсатора. Диэлектрики используются в электронных резонаторах, проявляющих резонанс в узкой полосе частот, в микроволновом диапазоне.
В чем разница между изоляторами и диэлектриками?
• Изоляторы - это материалы, устойчивые к потоку электрического заряда, в то время как диэлектрики также являются изоляционными материалами с особым свойством поляризации.
• Изоляторы имеют низкую диэлектрическую проницаемость, в то время как диэлектрики имеют относительно высокую диэлектрическую проницаемость
• Изоляторы используются для предотвращения потока заряда, в то время как диэлектрики используются для увеличения емкости хранения заряда конденсаторов.
