Môi trường cách điện la gì

Chất cách điện so với chất điện môi

Vật cách điện là vật liệu không cho dòng điện chạy qua dưới tác dụng của điện trường. Chất điện môi là vật liệu có tính chất cách điện, phân cực dưới tác dụng của điện trường.

Thông tin thêm về Insulator

Khả năng chống lại dòng điện tử (hoặc dòng điện) của chất cách điện là do liên kết hóa học của vật liệu. Hầu như tất cả các chất cách điện đều có liên kết cộng hóa trị mạnh bên trong, do đó các electron liên kết chặt chẽ với hạt nhân hạn chế rất nhiều tính linh động của chúng. Không khí, thủy tinh, giấy, gốm, Ebonite và nhiều loại polyme khác là chất cách điện.

Trái ngược với việc sử dụng chất dẫn điện, chất cách điện được sử dụng trong các tình huống mà dòng điện phải dừng hoặc bị hạn chế. Nhiều dây dẫn được cách điện bằng vật liệu dẻo, để chống điện giật và nhiễu với dòng điện trực tiếp khác. Vật liệu cơ bản cho bảng mạch in là chất cách điện, cho phép thực hiện tiếp xúc có kiểm soát giữa các phần tử mạch rời rạc. Các cấu trúc hỗ trợ cho cáp truyền tải điện, chẳng hạn như ống lót được làm bằng gốm. Trong một số trường hợp, khí được sử dụng làm chất cách điện, ví dụ thường thấy nhất là cáp truyền tải điện năng cao.

Mọi chất cách điện đều có giới hạn của nó để chịu được sự chênh lệch tiềm năng trên vật liệu, khi điện áp đạt đến giới hạn đó thì bản chất điện trở của chất cách điện bị phá vỡ và dòng điện bắt đầu chạy qua vật liệu. Ví dụ phổ biến nhất là hiện tượng sáng, là hiện tượng đánh thủng điện trong không khí do hiệu điện thế rất lớn trong các đám mây dông. Sự cố mà sự cố điện xảy ra qua vật liệu được gọi là sự cố đâm thủng. Trong một số trường hợp, không khí bên ngoài chất cách điện rắn có thể bị tích điện và phá vỡ để dẫn điện. Sự cố như vậy được gọi là sự cố điện áp phóng điện bề mặt.

Tìm hiểu thêm về Dielectrics

Khi một chất điện môi được đặt bên trong một điện trường, các êlectron chịu ảnh hưởng của nó sẽ di chuyển khỏi vị trí cân bằng trung bình của nó và sắp xếp theo phương để hưởng ứng điện trường. Các electron bị hút về phía có thế năng cao hơn và khiến vật liệu điện môi bị phân cực. Các hạt nhân mang điện tích dương tương đối hướng về phía thế năng thấp hơn. Do đó, một điện trường bên trong được tạo ra có hướng ngược lại với hướng của trường bên ngoài. Điều này dẫn đến cường độ trường thực bên trong chất điện môi thấp hơn bên ngoài. Do đó, sự khác biệt tiềm năng trong chất điện môi cũng thấp.

Tính chất phân cực này được biểu thị bằng một đại lượng gọi là hằng số điện môi. Vật liệu có hằng số điện môi cao được gọi là chất điện môi, trong khi vật liệu có hằng số điện môi thấp thường là chất cách điện.

Chủ yếu sử dụng chất điện môi trong tụ điện, giúp tăng khả năng tích trữ điện tích bề mặt của tụ điện, do đó tạo ra điện dung lớn hơn.Các điện trở có khả năng chống lại sự ion hóa được chọn cho điều này, để cho phép điện áp lớn hơn trên các điện cực của tụ điện. Các chất điện môi được sử dụng trong các máy cộng hưởng điện tử thể hiện sự cộng hưởng trong dải tần hẹp, trong vùng vi sóng.

Sự khác biệt giữa chất cách điện và chất điện môi là gì? Chất cách điện là vật liệu có khả năng chống lại dòng điện tích, trong khi chất điện môi cũng là vật liệu cách điện có tính chất phân cực đặc biệt. Chất cách điện có hằng số điện môi thấp, trong khi chất cách điện có hằng số điện môi tương đối cao Chất cách điện được sử dụng để ngăn dòng điện tích trong khi chất điện môi được sử dụng để cải thiện khả năng lưu trữ điện tích của tụ điện.