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 внутри прочные ковалентные связи, поэтому электроны прочно связаны с ядром, что сильно ограничивает их подвижность. Изоляторами являются воздух, стекло, бумага, керамика, эбонит и многие другие полимеры.
В отличие от проводов, изоляторы используются в ситуациях, когда ток должен быть остановлен или ограничен. Многие проводящие провода изолированы гибким материалом, чтобы предотвратить поражение электрическим током и непосредственное вмешательство в другой ток. Основными материалами для печатных плат являются изоляторы, позволяющие установить контролируемый контакт между элементами дискретной схемы. Несущие конструкции для кабелей передачи энергии, такие как вводы, выполнены из керамики. В некоторых случаях в качестве изолятора используются газы, наиболее часто встречающийся пример - кабели передачи большой мощности.
Каждый изолятор имеет свои пределы, позволяющие выдерживать разность потенциалов на материале, когда напряжение достигает этого предела, резистивная природа изолятора ломается, и электрический ток начинает течь через материал. Самый распространенный пример - молния, представляющая собой электрический пробой воздуха из-за огромного напряжения в грозовых облаках. Пробой, при которой происходит электрический пробой материала, известен как пробой прокола. В некоторых случаях воздух за пределами твердого изолятора может заряжаться и превращаться в проводник. Такой пробой известен как пробой из-за перепада напряжения.
Подробнее о диэлектриках
Когда диэлектрик помещается в электрическое поле, электроны под воздействием перемещаются из его средних положений равновесия и выравниваются таким образом, чтобы реагировать на электрическое поле. Электроны притягиваются к более высокому потенциалу и оставляют диэлектрический материал поляризованным. Относительно положительные заряды, ядра, направлены в сторону более низкого потенциала. Из-за этого создается внутреннее электрическое поле в направлении, противоположном направлению внешнего поля. Это приводит к более низкой чистой напряженности поля внутри диэлектрика, чем снаружи. Следовательно, разница потенциалов в диэлектрике также мала.
Это свойство поляризации выражается величиной, называемой диэлектрической постоянной. Материалы с высокой диэлектрической проницаемостью называются диэлектриками, а материалы с низкой диэлектрической постоянной обычно являются изоляторами.
В конденсаторах в основном используются диэлектрики, которые увеличивают способность конденсатора накапливать поверхностный заряд, тем самым обеспечивая большую емкость. Для этого выбраны диэлектрики, устойчивые к ионизации, чтобы позволить более высокие напряжения на электродах конденсатора. Диэлектрики используются в электронных резонаторах, которые проявляют резонанс в узкой полосе частот, в микроволновом диапазоне.
В чем разница между изоляторами и диэлектриками?
• Изоляторы представляют собой материал, устойчивый к потоку электрического заряда, а диэлектрики также являются изоляционными материалами со специальными свойствами поляризации.
• Изоляторы имеют низкую диэлектрическую проницаемость, а диэлектрики - относительно высокую.
• Изоляторы используются для предотвращения протекания заряда, в то время как диэлектрики используются для повышения емкости накопления заряда конденсаторов.
