Isolante vs Dielettrico
Un isolante è un materiale che non consente il flusso di corrente elettrica sotto l'influenza di un campo elettrico. Un dielettrico è un materiale con proprietà isolanti, che si polarizza sotto l'effetto di un campo elettrico.
Maggiori informazioni su Insulator
La resistenza al flusso di elettroni (o corrente) di un isolante è dovuta al legame chimico del materiale. Quasi tutti gli isolanti hanno forti legami covalenti all'interno, quindi gli elettroni sono strettamente legati al nucleo limitando pesantemente la loro mobilità. Aria, vetro, carta, ceramica, ebanite e molti altri polimeri sono isolanti elettrici.
A differenza dell'uso di conduttori, gli isolanti vengono utilizzati in situazioni in cui il flusso di corrente deve essere interrotto o limitato. Molti fili conduttori sono isolati con un materiale flessibile, per evitare scosse elettriche e interferenze con un altro flusso di corrente direttamente. I materiali di base per i circuiti stampati sono isolanti, che consentono il contatto controllato tra gli elementi del circuito discreto. Le strutture di supporto per i cavi di trasmissione di potenza, come le boccole, sono realizzate in ceramica. In alcuni casi, i gas vengono utilizzati come isolanti, l'esempio più comunemente visto sono i cavi di trasmissione ad alta potenza.
Ogni isolante ha i suoi limiti per sopportare una differenza di potenziale attraverso il materiale, quando la tensione raggiunge quel limite la natura resistiva dell'isolante si rompe e la corrente elettrica inizia a fluire attraverso il materiale. L'esempio più comune è il fulmine, che è un guasto elettrico dell'aria dovuto all'enorme tensione nelle nuvole temporalesche. Un guasto in cui il guasto elettrico si verifica attraverso il materiale è noto come guasto per foratura. In alcuni casi, l'aria all'esterno di un isolante solido potrebbe caricarsi e rompersi per condurre. Tale guasto è noto come guasto della tensione di flashover.
Maggiori informazioni sui dielettrici
Quando un dielettrico viene posto all'interno di un campo elettrico, gli elettroni sotto l'influenza si spostano dalle sue posizioni di equilibrio medio e si allineano in modo da rispondere al campo elettrico. Gli elettroni sono attratti verso il potenziale più alto e lasciano il materiale dielettrico polarizzato. Le cariche relativamente positive, i nuclei, sono dirette verso il potenziale inferiore. Per questo motivo, viene creato un campo elettrico interno nella direzione opposta alla direzione del campo esterno. Ciò si traduce in un'intensità di campo netta inferiore all'interno del dielettrico rispetto all'esterno. Pertanto, anche la differenza potenziale nel dielettrico è bassa.
Questa proprietà di polarizzazione è espressa da una quantità chiamata costante dielettrica. I materiali che hanno un'elevata costante dielettrica sono noti come dielettrici, mentre i materiali con una bassa costante dielettrica sono generalmente isolanti.
Principalmente i dielettrici sono usati nei condensatori, che aumentano la capacità del condensatore di immagazzinare la carica superficiale, dando quindi una maggiore capacità. Per questo vengono scelti dielettrici resistenti alla ionizzazione, per consentire tensioni maggiori attraverso gli elettrodi del condensatore. I dielettrici sono usati nei risonatori elettronici, che mostrano risonanza in una banda di frequenza stretta, nella regione delle microonde.
Qual è la differenza tra isolanti e dielettrici?
• Gli isolanti sono materiali resistenti al flusso di carica elettrica, mentre i dielettrici sono anche materiali isolanti con proprietà speciali di polarizzazione.
• Gli isolanti hanno una costante dielettrica bassa, mentre i dielettrici hanno una costante dielettrica relativamente alta
• Gli isolanti vengono utilizzati per impedire il flusso di carica mentre i dielettrici vengono utilizzati per migliorare la capacità di immagazzinamento della carica dei condensatori.
