Yalıtkan (Dielektrik)

Yalıtkan (Dielektrik)
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Sponsorlu Bağlantılar

Yalıtkan (dielektrik), bir elektrik akımı taşıyabilecek serbest elektronları olmayan, bir elektrik alanıyla kutuplanma özelliği taşıyan, elektrik iletkenliği sıfır veya çok zayıf olan cisim veya maddedir. Özdirençleri çok yüksek olduğundan, elektrik akımlarını ancak güçlükle geçirebilen maddeler için kullanılır.
Yalıtkanlarda elektronlar, bir molekülden öbürüne güçlükle geçer; eğer bir yalıtkanın atomlarından biri bir elektronu yakalarsa, bu elektron atoma bağlı kalır; oysa iletken bir cisimde, bütün kütle içinde dolaşır.

Sınıflandırma
Yalıtkanlar şöyle sınıflandırılabilir:

• Tabiî yalıtkanlar
• Tabiî organik yalıtkanlar
• Katı sentetik yalıtkanlar
• Sıvı yalıtkanlar
• Gaz yalıtkanlar
• Ekolastik yalıtkanlar

Katı sentetik yalıtkanlar, tabiî reçine, sentetik reçine, kauçuk, selüloz veya silisli olabilir. Teknik elektrik birliği, elektrik makinelerinin yapımında kullanılan yalıtkanların sınıflandırılmasını standartlaştırmıştır.

• O sınıfı: Ne yağ emdirilmiş ne de yağa daldırılmış pamuk, ipek kâğıt ve benzeri organik maddeleri kapsar.
• A sınıfı: Yağ emdirilmiş veya yağa batırılmış pamuk, ipek, kâğıt ve buna benzer organik maddeleri, ayrıca emaye telin kaplamasını içerir.
• B sınıfı: İçine bir miktar topaklaştırıcı madde katılmış mika, amyant veya buna benzer organik maddeli yalıtkanları kapsar.
• C sınıfı: Topraklaştırıcı madde katılmamış mika, porselen, cam, kuvars ve benzeri maddeleri içerir.

Plastik Maddeler
Yalıtkan plastik maddeler, oda sıcaklığında katı halde bulunan ve plastik şekil değişimiyle istenen biçime getirilebilen organik maddeler veya kısmen organik madde karışımlarıdır.
Isıyla sertleşen plastik maddeler şunlardır; fenoplastlar (bir fenol ile bir aldehitin yoğunlaşmasından meydana gelen sentetik reçineler) ve aminoplastlar (bir, iki veya daha çok amin veya amin fonksiyonu kapsayan organik bir bileşikle bir aldehitin yoğunlaşmasından meydana gelen sentetik reçineler üre-formol ve anilin formol reçineleri).
Isıyla yumuşayan plastik maddeler arasında da şunlar sayılabilir; selüloz esterleri (nitroselüloz ve selüloz asetat); kimyasal sentezle elde edilen etilen türevi reçineler (akrilik ve metakrilik reçineler, vinilik ve polivinilik reçineler, polistirol reçineler).

Uluslararası Terminoloji
"Yalıtkan" kavramının uluslararası terminolojideki karşılığı "dielektrik" veya "izolatör" (İngilizce'de insulator) şeklindedir. "İzolasyon" kavramı ısı ve diğer dış faktörler için de yaygın olarak kullanıldığından, elektrik, manyetik ve elektromanyetik alanında genelde genelde ilk tanım tercih edilir. İngilizce'de elektrik akımını geçirmeme anlamında "non-conductor" terimi de kullanılabilmektedir. Ayrıca elektrik akımı ile yalıtkan madde arasındaki mesafeye bağlı elektrostatik fonksiyonlar 1991'de Solmajer ve Mehler tarafından incelenmiştir.

Yalıtkan

S esi, ısıyı ve elektrik akımını çevreye iletmemek maksadıyla kullanılan maddeler. Yalıtkanlar, ses, ısı ve elektrik enerjisinin çevreye yayılmadan, kayıpsız olarak muhâfazasına ve nakline yardımcı olurlar. Yalıtkanlar kullanma maksadına uygun olarak seçilir. Ses için iyi bir yalıtkan, elektrik akımı için uygun olmayabilir. Tatbikatta yalıtkanlar en çok elektrik konularında ve ısı üretme ve naklinde kullanılmaktadır.

Elektrikî yalıtkanlar: Elektrikî yalıtkandan beklenilen, iletken tarafından taşınan elektronların kayıp vermeden kullanılacağı cihaza ulaştırılmasıdır. Elektrikî yalıtkanlarda aranılan hususlar yalıtkanlık direnci (tecridiyet), dielektrik kuvvet, güç faktörü ve dielektrik sâbitidir. Bir iletkende elektrik akımı belli bir potansiyele (gerilim) akıtılıyorsa elektronların çevreye yayılmaması için yalıtkanlık direncinin yüksek olması lâzımdır.

İletken üzerindeki potansiyelin çevredeki daha düşük seviyedeki potansiyele elektron atlaması yapmaması için de dielektrik kuvveti yeterli olmalıdır. Bütün bu özelliklere rağmen yine bir miktar kayıp söz konusudur. Bu kayıpların düşük olması için, yalıtkan güç faktörünün düşük olması lâzımdır. Güç faktörü ısı ile orantılı olarak artar. Yalıtkanda istenilen bir husus da bünyesinde tutabildiği elektrik yükü (şarj) miktarıdır. Buna yalıtkanın dielektrik sâbiti denir.

İyi bir elektrikî yalıtkanda elektron akımını önleme yanında yüksek ve düşük ısıya, mekanik sarsıntılara, kimyevî maddelere, yağa, suya mukâvemet de mühimdir. Mika çok iyi bir elektrikî yalıtkandır ama kırılgandır. Teflon mükemmel bir yalıtkandır. Fakat çok pahalıdır. Yalıtkanlar seçilirken kullanma yerlerine göre özellikleri dikkate alınır.

Dielektrik kuvveti 1000-5000 V arasında değişen, 100°C-250°C ısıya dayanıklı, her türlü kimyevî, mekanik sarsıntıya dayanıklı, su asit gibi sıvılar içinde çalışabilecek elektrik âletlerinde kullanılmaya elverişli silikonlu, epoksili, fenolik, polietilenli, asfalt türü muhtelif özelliklerde vernikler yalıtkan olarak kullanılmaktadır. Yalıtkan malzeme olarak tatbikatta kâğıttan, poliester emdirilmiş pamuklu ve cam elyafı kumaşlardan, asbestostan ve ısıtıcı dirençlerde magnezyum oksitten de istifâde edilir. Bu iletken veya elektrik cihazında bâzan birkaç tür yalıtkan birlikte kullanılır. Mika, fiber levha, teflon yalıtkanlar daha ziyâde iletkenler arasında levha hâlinde bulunur.

Isı yalıtkanları: Termal yalıtkanların ana görevi ısı kaybını önlemektir. Bu tür yalıtkanlar dolgu ve yansıtıcı olmak üzere iki cinstir. Yalıtkan seçimi için cinsine, ısı miktarına, mekanik şartlara, işin ekonomisine bağlıdır.

Dolgu yalıtkanı olarak mâden talaşları, bitki lifleri, asbestosla karışık kalsiyum silikat, ateş tuğlası gibi maddeler kullanılabilir. Bunlar, aralarındaki hava boşlukları vâsıtasıyla ısı kayıplarına mâni olurlar.

Yansıtıcı yalıtkanlar umûmiyetle alüminyum ince levha, alüminyum kaplı kâğıt ve kumaş metaller üzerine parlaklık sağlayan bir kaplama metodu ile elde edilen malzeme olabilir. Bunlar ısıyı yansıttığı için arka taraflarına geçişe izin vermemiş olurlar.

Isı yalıtkanların 0°C ile 3000°C arasında tatbikat sahası vardır. Düşük derecelerde sıvı hidrojen ve helyum ısı yalıtkanları ile çevrilmiş muhâfazalarda saklanır. Roket ve uzay araçlarında 3000°C üstünde ısı artışlarına karşı kapsül ve donanımları koruyucu yalıtkanlar vardır.