Izolatory elektryczne to substancje, które mają właściwości dielektryczne. Przykładem jest plastikowa osłona otaczająca przewody elektryczne. Izolator elektryczny, który może stać się spolaryzowany przez przyłożone pole elektryczne jest znany jako dielektryk (ε) lub substancja dielektryczna.
Ładunki elektryczne nie przepływają przez dielektryk (ε) tak jak w przewodniku elektrycznym; raczej nieznacznie odchylają się od swoich normalnych pozycji równowagi, co powoduje polaryzację dielektryczną. Ładunki dodatnie przesuwają się w kierunku pola w wyniku polaryzacji dielektrycznej, podczas gdy ładunki ujemne przesuwają się w przeciwnym kierunku.
W rezultacie dielektryk sam w sobie wytwarza wewnętrzne pole elektryczne, które osłabia całe poleSłabo związane cząsteczki tworzące dielektryk zmieniają orientację tak, że ich osie symetrii ustawiają się zgodnie z polem, ulegając w tym procesie polaryzacji.
Badania nad właściwościami dielektrycznymi koncentrują się na tym, jak materiały przechowują i uwalniają energię magnetyczną i elektryczną. Dielektryki odgrywają kluczową rolę w wyjaśnianiu wielu zjawisk w dziedzinach elektroniki, optyki, fizyki ciała stałego i biologii komórki.
Czym jest materiał dielektryczny?
Materiał dielektryczny skutecznie podtrzymuje pola elektrostatyczne, ale jest słabym przewodnikiem prądu. Ma wysoki opór właściwy, niski współczynnik temperaturowy odpornośći zdolność do zatrzymywania ładunków elektrycznych.
Jakie są rodzaje materiałów dielektrycznych?
Rodzaj cząsteczek obecnych w substancji decyduje o jej właściwościach dielektrycznych.
- Dielektryk polarny:Środki masy cząstek dodatnich i ujemnych nie pokrywają się w dielektryku polarnym. moment dipolowy jest obecny w substancji, a cząsteczki są asymetrycznie uformowane. Cząsteczki w substancji ustawiają się zgodnie z polem elektrycznym, gdy jest ono do niej przyłożone. Całkowity moment dipolowy cząsteczek wynosi zero, gdy pole jest wyeliminowane. Woda i kwas solny są dwoma przykładami tego typu.
- Dielektryk niepolarny: W niepolarnych materiałach dielektrycznych środki masy cząstek dodatnich i ujemnych pokrywają się. Cząsteczki są symetryczne i w substancji dielektrycznej nie ma momentu dipolowego. Niektóre przykłady niepolarnych dielektryków to wodór, tlen i tym podobne.
Przeczytaj także: Czym jest diselenek miedzi i indu?
Materiały dielektryczne to zwykle stały. Niektóre przykłady obejmują ceramikę (porcelanę), mikę, szkło i inne tlenki metali. Kilka gazów i cieczy również stanowi dobre materiały dielektryczne.
Kondensatory zmienne i niektóre rodzaje linii transmisyjnych wykorzystują suche powietrze jako świetny dielektryk ze względu na jego niesamowite właściwości. Zarówno hel, jak i azot są doskonałymi gazami dielektrycznymi. Dość dielektryczną jest woda destylowana. Niesamowicie skutecznym dielektrykiem jest próżnia.
