Izolátor vs dielektrikum
Izolátor je materiál, který neumožňuje tok elektrického proudu pod vlivem elektrického pole. Dielektrikum je materiál s izolačními vlastnostmi, který se působením elektrického pole polarizuje.
Více o Insulator
Odolnost vůči toku elektronů (nebo proudu) izolátorem je způsobena chemickou vazbou materiálu. Téměř všechny izolátory mají uvnitř silné kovalentní vazby, takže elektrony jsou pevně vázány k jádru, což výrazně omezuje jejich pohyblivost. Vzduch, sklo, papír, keramika, ebonit a mnoho dalších polymerů jsou elektrické izolátory.
Na rozdíl od použití vodičů se izolátory používají v situacích, kdy je třeba zastavit nebo omezit tok proudu. Mnoho vodivých drátů je izolováno pružným materiálem, aby se zabránilo elektrickému šoku a přímému rušení jiného toku proudu. Základním materiálem pro desky plošných spojů jsou izolátory, které umožňují řízený kontakt mezi jednotlivými prvky obvodu. Nosné konstrukce pro kabely pro přenos energie, jako je průchodka, jsou vyrobeny z keramiky. V některých případech se jako izolant používají plyny, nejčastěji viděným příkladem jsou přenosové kabely s vysokým výkonem.
Každý izolátor má své limity, aby vydržel rozdíl potenciálů napříč materiálem, když napětí dosáhne této hranice, odporová povaha izolátoru se rozbije a materiálem začne protékat elektrický proud. Nejběžnějším příkladem je blesk, což je elektrický průraz vzduchu v důsledku obrovského napětí v bouřkových mracích. Porucha, při které dojde k elektrickému průrazu skrz materiál, je známá jako průraz. V některých případech se může vzduch vně pevného izolátoru nabít a rozpadnout se. Takový průraz je známý jako průraz napětí přes flashover.
Více o dielektrikách
Když je dielektrikum umístěno do elektrického pole, elektrony pod vlivem se pohybují ze svých průměrných rovnovážných poloh a vyrovnávají se tak, aby reagovaly na elektrické pole. Elektrony jsou přitahovány směrem k vyššímu potenciálu a zanechávají dielektrický materiál polarizovaný. Relativně kladné náboje, jádra, směřují k nižšímu potenciálu. Z tohoto důvodu se vytváří vnitřní elektrické pole ve směru opačném ke směru vnějšího pole. Výsledkem je nižší čistá intenzita pole uvnitř dielektrika než vně. Proto je potenciální rozdíl v dielektriku také nízký.
Tato polarizační vlastnost je vyjádřena veličinou zvanou dielektrická konstanta. Materiály s vysokou dielektrickou konstantou jsou známé jako dielektrika, zatímco materiály s nízkou dielektrickou konstantou jsou obvykle izolátory.
V kondenzátorech se používá hlavně dielektrika, která zvyšují schopnost kondenzátoru ukládat povrchový náboj, a tím poskytují větší kapacitu. K tomu se volí dielektrika, která jsou odolná vůči ionizaci, aby se umožnilo vyšší napětí na elektrodách kondenzátoru. Dielektrika se používají v elektronických rezonátorech, které vykazují rezonanci v úzkém frekvenčním pásmu v mikrovlnné oblasti.
Jaký je rozdíl mezi izolátory a dielektriky?
• Izolátory jsou materiály, které jsou odolné vůči toku elektrického náboje, zatímco dielektrika jsou také izolační materiály se speciální vlastností polarizace.
• Izolátory mají nízkou dielektrickou konstantu, zatímco dielektrika mají relativně vysokou dielektrickou konstantu
• Izolátory se používají k zabránění toku náboje, zatímco dielektrika se používají ke zlepšení kapacity akumulace náboje v kondenzátorech.
