Izolátor vs dielektrikum
Izolátor je materiál, který neumožňuje tok elektrického proudu pod vlivem elektrického pole. Dielektrikum je materiál s izolačními vlastnostmi, který polarizuje účinkem elektrického pole.
Více o izolátoru
Odpor vůči tokovým elektronům (nebo proudu) izolátoru je způsoben chemickou vazbou materiálu. Téměř všechny izolátory mají uvnitř silné kovalentní vazby, takže elektrony jsou pevně spojeny s jádrem a silně omezují 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 vodičů je izolováno pružným materiálem, aby se zabránilo přímému úrazu elektrickým proudem a rušení jiného proudu. Základním materiálem pro desky s plošnými spoji jsou izolátory, které umožňují dosáhnout kontrolovaného kontaktu mezi prvky jednotlivých obvodů. Nosné konstrukce pro kabely pro přenos energie, jako jsou průchodky, jsou vyrobeny z keramiky. V některých případech se jako izolátor používají plyny, nejčastěji viděným příkladem jsou vysoce výkonné přenosové kabely.
Každý izolátor má své limity, aby odolal rozdílu potenciálů napříč materiálem, když napětí dosáhne této hranice, rozbije se odporová povaha izolátoru a elektrický proud začne protékat materiálem. Nejběžnějším příkladem je blesk, což je elektrický rozpad vzduchu v důsledku enormního napětí v bouřkových oblacích. Porucha, při které k elektrickému poruše dochází skrz materiál, se označuje jako porucha proražení. V některých případech se vzduch mimo pevný izolátor může nabít a rozložit na chování. Takové zhroucení je známé jako zhroucení přepadového napětí.
Více o dielektriku
Když je dielektrikum umístěno uvnitř elektrického pole, elektrony pod vlivem se pohybují ze svých průměrných rovnovážných poloh a vyrovnávají se tak, aby reagovaly na elektrické pole. Elektrony jsou přitahovány k vyššímu potenciálu a opouštějí polarizovaný dielektrický materiál. 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 venku. Potenciální rozdíl v dielektriku je proto také nízký.
Tato polarizační vlastnost je vyjádřena veličinou nazývanou dielektrická konstanta. Materiál, který má vysokou dielektrickou konstantu, se označuje jako dielektrika, zatímco materiály s nízkou dielektrickou konstantou jsou obvykle izolátory.
V kondenzátorech se používá hlavně dielektrika, která zvyšuje schopnost kondenzátoru ukládat povrchový náboj, čímž dává větší kapacitu. K tomu se volí dielektrika odolná vůči ionizaci, aby bylo umožněno vyšší napětí napříč kondenzátorovými elektrodami. Dielektrika se používají v elektronických rezonátorech, které vykazují rezonanci v úzkém frekvenčním pásmu v mikrovlnné oblasti.
Jaký je rozdíl mezi izolátory a dielektrikem?
• Izolátory jsou materiály, které jsou odolné vůči toku elektrického náboje, zatímco dielektrika jsou také izolační materiály se speciální polarizační vlastností.
• 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 úložiště kondenzátorů.
