דוגמה לבידוד חשמל

מבודדי חשמל

ה מבודדי חשמל הם חומרים המונעים מעבר חשמל דרכם. תכונה זו משמשת להגנה על מעגלים חשמליים וחיבורים.

חשמל נוצר על ידי אותן תופעות פיזיקליות בהן יש מטענים חשמליים שיכולים להיות סטטיים, או לזרום דרך מדיום.

חומרים שדרכם זרם חשמלי יכול להסתובב בקושי גדול או פחות נקראים מוליכים.

חומרים המונעים מעבר חשמל נקראים מבודדים או דיאלקטריים.

חומרים מוליכים הם כאלה שבתצורתם האלקטרונית יש אלקטרונים יכול להיות מנותק בקלות, מה שגורם לחשמל לזרום בקלות דרך זה חומר. מתכות, כמה תחמוצות ואלקטרוליטים הם מוליכים לחשמל.

ה חומרי בידוד הם חומרים שבהם המבנים האלקטרוניים שלהם חזקים יותר, ואלקטרונים כמעט ואינם מנותקים מהמסלולים החיצוניים, כך מציעים עמידות גבוהה למעבר זרם חשמלי, מניעה בתנאים מסוימים שהחשמל לא עובר. חלק מחומרים אלה הם אוויר, זכוכית, קרמיקה או פלסטיק.

הפונקציות העיקריות של מבודדים הן:

בינוני. נעשה שימוש בפלטות חומר בידוד המכוסות על שכבה של מתכת מוליכה, בדרך כלל נחושת, על אחד או משני צדיה. הם משמשים כתמיכה לרכיבים האלקטרוניים ולמעגלים שנוצרים. חומרים אלה הם שילובים של סיבים ופלסטיק שנועדו לעמוד בטמפרטורות גבוהות ולא להישרף.

מניעת קשת. אם המסילות שנוצרו עם הלוח המוליך של תומך מעגל היו חשופות, יהיו שני חסרונות: בשל קרבתם של כמה מוליכים זה לזה, עלולים להתרחש קשתות קטנות, מה שיגרום לתקלה במערכת מעגל חשמלי. מצד שני, חשיפה לאוויר ולמזהמים עלולה לגרום לחמצון של החלק המוליך, וכתוצאה מכך התדרדרות ופירוק המעגלים. כדי להימנע מאי הנוחות הללו, ברגע שמייצרים את המעגלים, מוגנות הנקודות בהן יורכבו הרכיבים הם מקבלים אמבטיה של לכה מבודדת, שמלבד היותה מוליכת חשמל גרועה, היא עמידה בפני חום ו שְׂרֵפָה.

בידוד מוליכים. חוטים וכבלים מתכתיים יכולים להוביל חשמל מנקודה אחת לשנייה, ויש את האוויר ביניהם כמבודד היחיד. עם זאת, נסיבות מסוימות יכולות להשפיע עליהם ולגרום לקצר חשמלי, כמו טיוטות שיכול לגרום להם להתנגש זה בזה, או עודף מתח חשמלי, העלול לגרום לקשתות בין הֵם. לכן מוליכים חשמליים בצורת חוטים וכבלים מוגנים עם שכבת בידוד סביבם. שכבות אלה עשויות מפלסטיק PVC, אם כי לפני כן נעשה שימוש בפלסטיקים גמישים אחרים, ואפילו מבדים נגד להבה.

בידוד קשרים. כאשר אנו מצטרפים לקצוות של שני מוליכים בכדי לתת המשכיות או להאריך חיבור חשמלי, עלינו להגן על המפרק בעזרת סרט בידוד כלשהו. כיום משתמשים בסרטי דבק מסוג PVC, בד מפלסטיק וסרטי בידוד חום, המונחים על החיבור ומחוממים כך שיתאימו לחיבור לבידוד.

למרות שמבודדים מטרתם למנוע הולכת חשמל, כאשר יש זרימה מופרז (עוצמה גבוהה), או הפרש פוטנציאל גדול (מתח גבוה), המבודדים מגיעים ל שקוראים לו נקודת שבירה דיאלקטרית, שהיא הנקודה בה חומר בידוד יכול להוביל חשמל.

יכולת הבידוד ונקודת הפירוק הדיאלקטרי שונים עבור כל חומר. לדוגמא, אם יש לנו שני מוליכים חשמליים שקצותיהם זה מזה 4 מ"מ, ואנחנו מרימים זרם קטן, למשל, 12 וולט, עם גבוה כמו 20 A, עם אוויר רק בין שני הקצוות, מכיוון שיש לו נקודת פירוק דיאלקטרית נמוכה, תיווצר קשת עם מעבר ה נוֹכְחִי. אם נציב חומר אחר, כמו עץ, קשת לא תיווצר, עד שעוצמת הזרם תגיע לנקודת פירוק הדיאלקטרי של העץ.

זו הסיבה לכך שכבלים חשמליים מסחריים מודפסים עליהם מתח וחשמל, שהם ערכי הבטיחות המירביים בעבודה עבור אותו מוליך.

דוגמה למבודדי חשמל:

בידוד תרמתי: הם מבודדים בצורה של רצועה או צינור, המונחים על צומת המוליכים, ומופעל עליהם חום, המתאים לחיבור שנוצר. יתרונות: זה מתאים על החיבור לבידוד וחוסך מקום, מגביר את קשיחות המפרק; ניתן לחתוך אותו גם באמצעות סכין כדי להסיר אותו, לא משאיר שום שאריות. חסרונות: זה הרבה יותר יקר מקלטות חשמל.

אוויר. יתרונות: מאפשר לך ליצור ולשלוט בחיבורים בקלות. חסרון: יש לו נקודת פירוק דיאלקטרית נמוכה, כך שניתן ליצור קשתות.

זכוכית. יתרונות: הוא מבודד טוב ושקיפותו או שקיפותו מאפשרים לראות את החיבורים והוא מתנגד לטמפרטורות גבוהות מאוד. חסרון: במקרים מסוימים זה יכול להיות שביר כשהוא מזועזע.

עץ. יתרונות: זה זול יחסית, אתה יכול לבודד את עצמך כנדרש. חסרונות: הוא דליק, כך שהוא אינו עומד במעגלים עם עומסים גבוהים.

קלטות בידוד. יתרונות: הם לא יקרים, הם יכולים להיות עשויים מבד או PVC, יש להם צד דבק, המאפשר לו להיצמד ולהתעטף ביתר קלות סביב המוליכים. בנוסף, יש להם עמידות לטמפרטורה. חסרונות: לאורך זמן הדבק נוטה להידרדר ולהתקלף, תוך השארת החוט או הכבלים דביקים, מה שעלול להשפיע על החיבור.

לכה. יתרונות: לכות בידוד שימושיות מאוד למניעת קורוזיה ובידוד מעגלים; הם משמשים גם כדי למנוע את סיבובי פיתולי המנוע לנוע. חסרונות: הם מיועדים לשימוש מיוחד לתעשייה או לתיקון, ולא לשימוש יומיומי.

קֵרָמִיקָה. יתרונות: עמיד בפני טמפרטורות גבוהות מאוד. זהו מבודד טוב והשקיפות או השקיפות שלו מאפשרים לך לראות את הקשרים. חסרון: במקרים מסוימים זה יכול להיות שביר כשהוא מזועזע.

שעווה ופרפין. יתרון: הוא יכול למלא בלוקים הדורשים בידוד ולכסות מעגלים. הוא משמש גם באמצעות הספגת נייר שקשור או מודבק לחיבור. חסרון: נמס עם טמפרטורה; אם הוא גבוה מדי, הוא עלול להתלקח.