Sähköeriste

Wikipedia

Korkeajännitelinjan sähköneristin

Sähköneriste johtaa huonosti sähköä eli sillä on suuri resistiivisyys. Tunnetuimpia eristemateriaaleja ovat erilaiset muovit (muoviteipit), posliini, lasi, mica-kiille, lakat (käyttö sähkömoottori- ja muuntajakäämeissä), öljyt (käyttö muuntajissa) ja kaasu sähkökytkimissä. Lähes kaikki epämetallit ovat eristeitä, lukuun ottamatta esimerkiksi grafiittia.

Aineen sähköä eristävä ominaisuus johtuu liikkuvien varauksenkuljettajien puutteesta. Tyhjiössä tai ionisoitumattomassa kaasussa ei ole varattuja hiukkasia. Kiinteässä eristeaineessa ionit ovat sidottuja kidehilaan jossa elektronirakenne on sellainen, ettei liikkuvia elektroneja ole. Tämä tarkoittaa että elektronien valenssivyö on täynnä ja johtavuusvyö on energeettisesti niin korkealla, etteivät elektronit pysty nousemaan sinne. Jos jokin mekanismi synnyttää eristeeseen liikkuvia varauksenkuljettajia, niin eriste alkaa johtaa sähköä ja syntyy vuotovirta.

Kun ainetta käytetään sähköisenä eristeenä, tärkeitä ominaisuuksia ovat vuotovirran suuruus ja jännitteen kestävyys. Läpilyöntijännite on jännitearvo, jota eristekomponentti ei kestä vaadittua aikaa. Paksuilla eristeillä läpilyöntijännite on suunnilleen verrannollinen eristeen paksuuden logaritmiin.

Eristeen polarisoituessa siinä olevien molekyylien elektronit ja positiiviset ytimet kääntyvät siten, että ne vastustavat ulkoista sähkökenttää.

Teoreettisessa mielessä eristeen tärkein ominaisuus on kyky polarisoitua sähköisesti: jos dielektrisestä aineesta koostuvan eristeen yli kytketään sähkökenttä, eristeeseen syntyy sähköinen polarisaatio. Tällöin eristeen molekyylien elektronit pyrkivät molekyylin ytimen toiselle puolelle siten, että ne vastustavat ulkoista sähkökenttää ja synnyttää eristeen pinnoille sähkövarauksen. ^[1] Tätä polarisaatiokykyä kuvataan aineen permittiivisyydellä.

Erikoista sähköneristeissä on se, että niistä heijastuva valo on joko enemmän tai vähemmän polarisoitunutta^lähde?.