Sự khác biệt giữa cách điện và điện môi

Cách điện vs Điện môi

Chất cách điện là vật liệu không cho phép dòng điện chạy dưới tác động của điện trường. Điện môi là vật liệu có đặc tính cách điện, phân cực dưới tác dụng của điện trường.

Tìm hiểu thêm về cách điện

Điện trở đối với các electron dòng chảy (hoặc dòng điện) của một 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, vì vậy các electron liên kết chặt chẽ với hạt nhân hạn chế rất nhiều khả năng di động của chúng. Không khí, thủy tinh, giấy, gốm, Ebonite và nhiều loại polymer khác là chất cách điện.

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

Mọi chất cách điện đều có giới hạn chịu được sự khác biệt tiềm năng trên vật liệu, khi điện áp đạt đến giới hạn 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 ánh sáng, đó là sự cố điện của không khí do điện áp rất lớn trong tiếng sét. Một sự cố trong đó sự cố điện xảy ra thông qua vật liệu được gọi là sự cố thủng. Trong một số trường hợp, không khí bên ngoài một chất cách điện rắn có thể bị tích điện và bị phá vỡ để dẫn điện. Sự cố như vậy được gọi là sự cố điện áp flashover.

Tìm hiểu thêm về điện môi

Khi một chất điện môi được đặt bên trong một điện trường, các electron dưới ảnh hưởng di chuyển từ các vị trí cân bằng trung bình của nó và sắp xếp theo cách để đáp ứng điện trường. Các electron bị thu hút về phía điện thế cao hơn và làm cho vật liệu điện môi bị phân cực. Các điện tích tương đối dương, các hạt nhân, được hướng tới tiềm năng thấp hơn. Bởi vì điều này, một điện trường bên trong được tạo ra theo hướng ngược lại với hướng của trường bên ngoài. Điều này dẫn đến cường độ trường mạng bên trong điện môi thấp hơn bên ngoài. Do đó, sự khác biệt tiềm năng trong 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 vật liệu điện môi, trong khi vật liệu có hằng số điện môi thấp thường là chất cách điện.

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