Eristin vs. dielektrinen
Eristin on materiaali, joka ei salli sähkövirtaa sähkökentän vaikutuksesta. Dielektrinen aine on eristäviä ominaisuuksia sisältävä materiaali, joka polarisoituu sähkökentän vaikutuksesta.
Lisätietoja Insulatorista
Vastus eristimen virtauselektroneille (tai virralle) johtuu materiaalin kemiallisesta sitoutumisesta. Lähes kaikilla eristimillä on vahvat kovalenttiset sidokset sisällä, joten elektronit ovat tiukasti sidoksissa ytimeen, mikä rajoittaa voimakkaasti niiden liikkuvuutta. Ilma, lasi, paperi, keraaminen, Eboniitti ja monet muut polymeerit ovat sähköeristeitä.
Johtimien käytöstä poiketen eristimiä käytetään tilanteissa, joissa virran virtaus on pysäytettävä tai rajoitettava. Monet johtavat johdot on eristetty joustavalla materiaalilla estääkseen sähköiskut ja häiriöt suoraan toiseen virtaukseen. Painettujen piirilevyjen perusmateriaalit ovat eristimiä, jotka mahdollistavat kontrolloidun kosketuksen erillisten piirielementtien välillä. Voimansiirtokaapeleiden tukirakenteet, kuten holkki, on valmistettu keraamisesta. Joissakin tapauksissa eristimiä käytetään kaasuilla, yleisimmin nähty esimerkki suuritehoisista siirtokaapeleista.
Jokaisella eristimellä on rajoituksensa kestää potentiaalieroa materiaalissa, kun jännite saavuttaa tämän rajoittavan eristimen resistiivisen luonteen, ja sähkövirta alkaa virrata materiaalin läpi. Yleisin esimerkki on kirkastuminen, joka on ilman sähköinen hajoaminen ukkospilvissä olevan valtavan jännitteen vuoksi. Häiriö, jossa sähköinen hajoaminen tapahtuu materiaalin kautta, tunnetaan puhkaisuhajonnana. Joissakin tapauksissa kiinteän eristimen ulkopuolella oleva ilma voi latautua ja hajota käyttäytymistä varten. Tällainen hajoaminen tunnetaan välijännitekatkoksena.
Lisätietoja Dielectricsista
Kun dielektrisyys sijoitetaan sähkökentän sisään, vaikutuksen alaiset elektronit siirtyvät keskimääräisistä tasapainotilanteistaan ja kohdistuvat tavalla vastaamaan sähkökenttää. Elektronit vetävät puoleensa suurempaa potentiaalia ja jättävät dielektrisen materiaalin polarisoituneeksi. Suhteellisen positiiviset varaukset, ytimet, kohdistuvat alempaan potentiaaliin. Tämän vuoksi syntyy sisäinen sähkökenttä ulkoisen kentän suuntaa vastakkaiseen suuntaan. Tämä johtaa pienempään nettokentän voimakkuuteen dielektrisen osan sisällä kuin ulkopuolella. Siksi dielektrisen potentiaaliero on myös pieni.
Tämä polarisaatioominaisuus ilmaistaan dielektrisyysvakiona kutsutulla määrällä. Materiaali, jolla on korkea dielektrisyysvakio, tunnetaan dielektrikoina, kun taas materiaalit, joilla on pieni dielektrisyysvakio, ovat yleensä eristimiä.
Kondensaattoreissa käytetään pääasiassa dielektrikoita, jotka lisäävät kondensaattorin kykyä varastoida pintavarausta, mikä antaa suuremman kapasitanssin. Tähän valitaan ionisaatiota kestävät dielektriset elementit, jotta kondensaattorielektrodien yli saadaan suurempia jännitteitä. Dielektrikoita käytetään elektronisissa resonaattoreissa, joilla on resonanssi kapealla taajuuskaistalla mikroaaltouunialueella.
Mitä eroa on eristimillä ja dielektrikoilla?
• Eristimet ovat materiaalia, joka kestää sähkövarausvirtaa, kun taas dielektrikot ovat myös eristäviä materiaaleja, joilla on erityinen polarisaatioominaisuus.
• Eristimillä on pieni dielektrisyysvakio, kun taas dielektrisillä on suhteellisen korkea dielektrisyysvakio
• Eristimiä käytetään estämään varauksen virtaus, kun taas dielektrikoita käytetään kondensaattoreiden varauksen varastointikapasiteetin parantamiseen.
