Elektrische isolatoren zijn stoffen met een diëlektrische eigenschap. Een voorbeeld hiervan is de plastic omhulling van elektrische bedrading. Een elektrische isolator die gepolariseerd kan worden door een aangelegd elektrisch veld, wordt een diëlektricum (ε) of diëlektrische stof genoemd.
Elektrische ladingen stromen niet door een diëlektricum (ε) zoals ze dat doen in een elektrische geleider; in plaats daarvan wijken ze slechts lichtjes af van hun normale evenwichtsposities, wat resulteert in diëlektrische polarisatie. Positieve ladingen verschuiven in de richting van het veld als gevolg van diëlektrische polarisatie, terwijl negatieve ladingen in de tegenovergestelde richting verschuiven.
Als gevolg hiervan produceert het diëlektricum zelf een intern elektrisch veld dat het algehele veld verzwakt . Zwak gebonden moleculen waaruit een diëlektricum is opgebouwd, heroriënteren zich zodanig dat hun symmetrieassen zich uitlijnen met het veld, waardoor ze in het proces gepolariseerd raken.
Onderzoek naar diëlektrische eigenschappen richt zich op hoe materialen magnetische en elektrische energie opslaan en vrijgeven. Diëlektrica spelen een belangrijke rol bij de verklaring van veel verschijnselen op het gebied van elektronica, optica, vastestoffysica en celbiologie.
Wat is een diëlektrisch materiaal?
Een diëlektrisch materiaal ondersteunt effectief elektrostatische velden, maar is een slechte geleider van elektriciteit. Het heeft een hoge soortelijke weerstand, een lage temperatuurcoëfficiënt van de weerstand en het vermogen om elektrische ladingen vast te houden.
Welke soorten diëlektrisch materiaal zijn er?
Het soort moleculen dat in een stof aanwezig is, bepaalt de diëlektrische eigenschappen ervan.
- Polaire diëlektrische: De massamiddelpunten van positieve en negatieve deeltjes vallen niet samen in een polair diëlektricum. A dipool moment is aanwezig in de substantie, en moleculen zijn asymmetrisch gevormd. De moleculen in de substantie richten zich op het elektrische veld wanneer het erop wordt toegepast. Het netto dipoolmoment van de moleculen is nul wanneer het veld wordt geëlimineerd. Water en zoutzuur zijn twee voorbeelden van dit type.
- Niet-polair diëlektrisch: Positieve en negatieve deeltjes massamiddelpunten vallen samen in niet-polaire diëlektrische materialen. De moleculen zijn symmetrisch en er is geen dipoolmoment in de diëlektrische substantie. Enkele voorbeelden van niet-polaire diëlektrica zijn waterstof, zuurstof en dergelijke.
Lees ook: Wat is koperindiumdiselenide?
Diëlektrische materialen zijn doorgaans vast . Enkele voorbeelden zijn keramiek (porselein), mica, glas en andere metaaloxiden. Ook enkele gassen en vloeistoffen zijn goede diëlektrische materialen.
Variabele condensatoren en sommige soorten transmissielijnen gebruiken droge lucht als een geweldig diëlektricum vanwege de verbazingwekkende eigenschappen ervan. Helium en stikstof vormen beide uitstekende diëlektrische gassen. Het is redelijk diëlektrisch om gedestilleerd water te gebruiken. Een ongelooflijk effectief diëlektricum is een vacuüm.
