Príklad elektrického izolátora

Elektrické izolátory

The elektrické izolátory sú materiály, ktoré zabraňujú prechodu elektriny prostredníctvom nich. Táto funkcia sa používa na ochranu elektrických obvodov a spojov.

Elektrina je tvorená tými fyzikálnymi javmi, pri ktorých existujú elektrické náboje, ktoré môžu byť statické alebo pretekať prostredím.

Materiály, cez ktoré môže elektrický prúd cirkulovať s väčšími alebo menšími ťažkosťami, sa nazývajú vodiče.

Materiály, ktoré bránia prechodu elektriny, sa nazývajú izolanty alebo dielektriká.

Vodivé materiály sú tie, ktoré majú vo svojej elektronickej konfigurácii elektróny, ktoré možno ľahko odpojiť, vďaka čomu cez neho ľahko preteká elektrina látka. Kovy, niektoré oxidy a elektrolyty sú vodičmi elektriny.

The Izolačné materiály sú látky, ktorých elektrónové štruktúry sú silnejšie a elektróny sa len ťažko oddeľujú od vonkajších obežných dráh, tzv ponúkajú vysokú odolnosť voči prechodu elektrického prúdu, ktoré za určitých podmienok bránia tomu, aby elektrina neprešla. Niektoré z týchto materiálov sú vzduch, sklo, keramika alebo plasty.

Hlavné funkcie izolátorov sú nasledujúce:

Stredná. Používajú sa dosky z izolačného materiálu, ktoré sú na jednej alebo oboch stranách pokryté vrstvou vodivého kovu, zvyčajne medi. Slúžia ako podpora pre elektronické komponenty a obvody, ktoré sú vytvorené. Tieto materiály sú kombináciou vlákien a plastov navrhnutých tak, aby odolali vysokým teplotám a nespálili sa.

Prevencia oblúka. Ak by boli stopy vytvorené s vodivou doskou podpery obvodu odkryté, boli by tu dve nevýhody: V dôsledku blízkosti niektorých vodičov k iným by sa mohli vyskytnúť malé oblúky, ktoré by spôsobili poruchu funkcie obvod. Na druhej strane, vystavenie vzduchu a znečisťujúcim látkam môže spôsobiť oxidáciu vodivej časti s následným poškodením a rozpadom obvodov. Aby sa predišlo týmto nepríjemnostiam, po výrobe dosiek plošných spojov sú miesta, kde sa budú komponenty spájkovať, chránené a Dostávajú kúpeľ z izolačného laku, ktorý okrem toho, že je zlým vodičom elektriny, je odolný voči teplu a spaľovanie.

Izolácia vodičov. Kovové drôty a káble môžu viesť elektrinu z jedného bodu do druhého a vzduch medzi nimi je jediným izolantom. Niektoré okolnosti ich však môžu ovplyvniť a spôsobiť skrat, napríklad prievan ktoré môžu spôsobiť ich vzájomnú kolíziu, alebo nadmerné elektrické napätie, ktoré môže spôsobiť oblúky medzi nimi ich. Preto sú elektrické vodiče vo forme drôtov a káblov chránené izolačnou vrstvou okolo nich. Tieto vrstvy sú vyrobené z PVC plastu, aj keď predtým sa používali iné flexibilné plasty a dokonca aj protihorľavé tkaniny.

Izolácia spojov. Keď spojíme konce dvoch vodičov, aby sme vytvorili kontinuitu alebo predĺžili elektrické spojenie, musíme spoj chrániť nejakým typom izolačnej pásky. V dnešnej dobe sa používajú PVC lepiace pásky, mäkčená tkanina a tepelne tvarovateľné izolačné pásky, ktoré sa umiestňujú na spoj a zahrievajú tak, aby zodpovedali zatepľovanému spoju.

Hoci izolátory majú za úlohu zabrániť vedeniu elektriny, keď dôjde k prúdeniu nadmerný (vysoký prúd) alebo veľký potenciálny rozdiel (vysoké napätie), izolátory dosahujú až volal bod zlomu dielektrika, čo je bod, v ktorom môže izolačný materiál viesť elektrinu.

Izolačná kapacita a bod prierazu dielektrika sú pre každú látku iné. Napríklad, ak máme dva elektrické vodiče, ktorých konce sú od seba vzdialené 4 mm, a aplikujeme malý prúd, napríklad 12 V, s vysokým intenzita, ako je 20 A, pričom medzi oboma koncami je len vzduch, s nízkym bodom dielektrického prierazu, pri prechode prúd. Ak položíme iný materiál, napríklad drevo, oblúk sa nevytvorí, kým intenzita prúdu nedosiahne bod dielektrického prierazu dreva.

To je dôvod, prečo komerčné elektrické káble majú na sebe vytlačené napätie a prúd, čo sú maximálne hodnoty pracovnej bezpečnosti pre daný vodič.

Príklad elektrických izolátorov:

Tepelne tvarovateľná izolácia: Sú to izolanty vo forme pásika alebo rúrky, ktorá je umiestnená na križovatke vodičov a pôsobí na ne teplo, priliehajúce na vytvorené spojenie. Výhody: prilieha na spoj, ktorý sa má izolovať a šetrí miesto, zvyšuje tuhosť spoja; dá sa rozrezať aj pozdĺžne nožom, na odstránenie nezanecháva žiadne zvyšky. Nevýhody: Je to oveľa drahšie ako elektrické pásky.

Vzduch. Výhody: Umožňuje vám jednoducho vytvárať a ovládať pripojenia. Nevýhoda: Má nízky bod prierazu dielektrika, takže sa môžu vytvárať oblúky.

sklo. Výhody: Je dobrým izolantom a jeho priehľadnosť alebo priesvitnosť umožňuje vidieť spoje.Odoláva veľmi vysokým teplotám. Nevýhoda: V niektorých prípadoch môže byť pri šoku krehký.

Drevo. Výhody: relatívne lacné, môžete sa zatepliť podľa potreby. Nevýhody: Je horľavý, preto neznesie obvody s vysokou záťažou.

Izolačné pásky. Výhody: sú lacné, môžu byť vyrobené z látky alebo PVC, majú lepiacu stranu, čo umožňuje ľahšie priľnutie a omotanie okolo vodičov. Okrem toho majú odolnosť voči teplote. Nevýhody: V priebehu času má lepidlo tendenciu sa zhoršovať a odlupovať, pričom drôt alebo káble zostávajú lepkavé, čo môže ovplyvniť spojenie.

Laky. Výhody: Izolačné laky sú veľmi užitočné na zabránenie korózie a izoláciu dosiek plošných spojov; používajú sa tiež na zabránenie pohybu závitov vinutia motora. Nevýhody: Sú na špecializované použitie pre priemysel alebo opravu, nie na každodenné použitie.

Keramika. Výhody: Odoláva veľmi vysokým teplotám. Je dobrým izolantom a jeho priehľadnosť či priesvitnosť umožňuje vidieť spoje. Nevýhoda: V niektorých prípadoch môže byť pri šoku krehký.

Vosk a parafín. Výhoda: Dokáže vyplniť bloky vyžadujúce izoláciu a zakryť dosky plošných spojov.Využitie má aj impregnačný papier, ktorý sa priviaže alebo nalepí na spoj. Nevýhoda: topí sa teplotou; ak je príliš vysoká, môže sa vznietiť.