Isolator versus diëlektrisch
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 Insulator
Weerstand tegen de stromingselektronen (of stroom) van een isolator is te wijten aan de chemische binding van het materiaal. Bijna alle isolatoren hebben binnenin sterke covalente bindingen, 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 afzonderlijke circuitelementen kan worden gemaakt. Draagconstructies voor de krachtoverbrengingskabels, zoals bussen, zijn gemaakt van keramiek. In sommige gevallen worden gassen gebruikt als isolator, het meest voorkomende voorbeeld zijn transmissiekabels met een hoog vermogen.
Elke isolator heeft zijn grenzen om een potentiaalverschil over het materiaal te weerstaan, wanneer de spanning die limiet bereikt, breekt de weerstand 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 enorme spanning in onweerswolken. Een storing waarbij de elektrische storing door het materiaal heen plaatsvindt, staat bekend als een doorbraak. In sommige gevallen kan lucht buiten een solide isolator worden opgeladen en afgebroken om te geleiden. Een dergelijke storing staat bekend als een doorslag van de overslagspanning.
Meer over diëlektrica
Wanneer een diëlektricum in een elektrisch veld wordt geplaatst, bewegen de elektronen onder invloed zich vanuit de gemiddelde evenwichtsposities en richten ze zich op een manier om op het elektrische veld te reageren. Elektronen worden aangetrokken naar het hogere potentieel en laten het diëlektrische materiaal gepolariseerd achter. Relatief positieve ladingen, de kernen, worden naar het lagere potentieel gericht. 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 in het diëlektricum dan aan de buitenkant. Daarom is het potentiële verschil 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 meestal isolatoren zijn.
Hoofdzakelijk 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 resistent 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 materialen die bestand zijn tegen elektrische ladingsstromen, terwijl diëlektrica ook isolatiematerialen 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 opslagcapaciteit van lading van condensatoren te verbeteren.
