ما المادة التي لا تسمح بانتقال الشحنات من خلالها بسهولة

المادة التي لا تسمح بانتقال الشحنات من خلالها بسهولة

المواد العازلة

هي المادة التي لا تسمح بانتقال الشحنات من خلالها .

المواد العازلة تحتوي على إلكترونات مترابطة بقوة وهذا الترابط القوي لا يسمح لحركة الإلكترونات الموجودة لأن في هذه الحالة لا توجد إلكترونات حرة داخل العنصر وهنا لا يوجد إحتمال أن تمر الكهرباء بواسطتها، كما تتكون الأجهزة الكهربائية من بعض المواد العازلة مثل الزجاج والخشب والبلاستيك.

لا يدري الانسان بأهمية المواد العازلة في عزل الكهرباء هناك مواد كثيرة جدًا نستخدمها في حياتنا اليومية وتكون غير موصلة للكهرباء ومن تلك المواد الزجاج والورق والخشب والهواء الذي نستنشقه يعد من المواد العازلة للكهرباء والكثير من العناصر التي تتكون منها الأجهزة الكهربائية التي تعمل على حماية الإنسان من التيار الكهربائي.

والفرق بين المواد الموصلة والمواد العازلة يكون بسبب وجود إلكترون حر هو الذي يسمح بمرور الشحنات من خلاله، بينما المواد الموصلة للكهرباء بيها إلكترونات حرة تسمح بمرور الشحنات الكهربائية من خلالها في جهه واحدة أو جهتين على حسب استخدام الجهاز الموصل بالكهرباء والموصلات ليست معادن فقط بل يوجد منها عناصر ومواد غير معدنية تصلح لتوصيل الكهرباء مثل الجرافيت وذلك بسبب وجود إلكترونات حرة بداخل هذا العنصر.

هناك عدة عناصر أخرى معدنية موصلة للكهرباء مثل الحديد والالمونيوم والنحاس، ومثال على ذلك الأسلاك الكهربائية عند توصيلها بالكهرباء لشحن الهواتف تمر الشحنات الكهربائية من خلالها لتصل إلى الهاتف وتمده بالطاقة الكهربية التي تستخدم لتشغيله ولكن إذا كانت الأسلاك مصنوعة من مواد غير موصلة أو عازلة عند محاولتك لتوصيل هذا السلك بالهاتف والكهرباء فإنه لا يصل أي تيار أو شحنات كهربائية، ولكن تسمح المواد العازلة الشحنات الكهربائية بنسبة بسيطة جدًا من حركة الإلكترونات وتحررها في الانجراف من ذرة إلى ذرة أخرى، لذلك لا تعد العوازل غير موصلة للكهرباء بشكل نهائي بل هي فقط لا تسمح بانتقال الشحنات بسهولة وتعد من المواصلات الضعيفة جدًا، لذلك يتم صنع أغطية خارجة لجميع الأجهزة والأسلاك التي تتصل بالكهرباء حتى يصعب إنتقال التيار الكهربائي إلى جسم الإنسان عند استخدامه لتلك الأجهزة الكهربائية. [1] [2]

أنواع المواد العازلة

• دبوس عازل كهربائي.
• تعليق عازل كهربائي.
• السلالة.

دبوس عازل كهربائي

: يعتبر نوع العازل الدبوس هو أفضل نوع لعزل الكهرباء ودعم المواد الموصلة بخط من الجهد منخفض يمكن أن تستخدم جزء واحد من عازل الدبوس بجهد يساوي 11 كيلو فولت، بينما يمكن استخدام قطعتين بجهد 25 كيلو فولت، كما يمكن استخدام عدة قطع من عوازل الدبوس، يتم صنع غلاف من الخزف للغلاف الخارجي من العازل وذلك تجنبًا لحدوث بلل للأجهزة الكهربائية من الخارج فيقوم الغلاف الخزفي بمقاومة المياه ولا يسمح بتسربها للأجهزة الكهربائية من الداخل فهو يقوي من عزل الكهرباء.

تعليق عازل كهربائي

: ثاني نوع من أنواع العازل الكهربائي المعلق والذي يعد الأفضل عند استخدامه في خطوط النقل الذي يكون الجهد بها مرتفع، حيث يتكون العازل الكهربائي من الداخل من أقراص مصنوعه من الخزف ومرتبة في السلسلة التي تربطها روابط معدنية وتكون شكل مقارب لشكل الخيوط يتم ترتيب

العوازل

بناء على عدة عوامل مختلفة وهي كم الجهد وحالة الجو من حيث الطقس درجة الحرارة الأمطار وحجم العازل الكهربائي.

السلالة

: ننتقل إلى نوع آخر من أنواع المواد العازلة للكهرباء وهو نوع السلالة فهو أفضل أنواع المواد العازلة المستخدمة في الجهد العالي جدًا في حالة أن يكون الخطوط الكهربائية تحتاج إلى صيانة والتغيير ويستخدم في عزل الإجهاد حتى أنه يسمى عازل التوتر لأنه يستخدم أيضًا في المناطق ذات التوتر المرتفع عند المنحنيات الحادة أو في مناطق معابر الأنهار وما يماثلهما، وتعد العوازل من نوع السلالة نافعة جدًا في الاستخدام عندما تستخدم لتقليل وانخفاض معدل التوتر المرتفع في الخطوط الكهربائية، ومن خصائص أنواع عوازل الإجهاد الكهربائية المستخدمة في عزل الكهرباء أن يمكن إضافة أجزاء أو خيوط إضافية إليها عند الاحتياج أو عندما يزداد التوتر.

خصائص المواد العازلة

• لا تحتوي على إلكترونات حرة.
• إنخفاض قوة توصيلها للحرارة.
• مقاومة عالية للكهرباء.
• لا يوجد بها مجال كهربائي.
• لا تسمح بسير الكهرباء من خلالها.
• معظمها من غير المعادن.

استخدامات المواد العازلة

• توفير الطاقة الكهربائية.
• الحد من انتشار التلوث.
• تحسين خط سير التيار الكهربائي.
• حماية الإنسان من التعرض للصعق.
• خفض صوت الأجهزة.

توفير الطاقة الكهربائية:

المواد العازلة تستخدم في تخفيض الجهد العالي الذي يتولد داخل الأجهزة الكهربائية فهو يستخدم أيضًا في منع تدفق الجهد المرتفع داخل الدائرة الكهربائية لذلك تساعد على التوفير في استخدام الطاقة مما يقلل من قيمه الفواتير.

الحد من انتشار التلوث:

استخدام مواد عازلة يحافظ أيضًا على البيئة لأنها تقلل من انتشار الملوثات الناتجة عن شظايا الكهرباء.

تحسين خط سير التيار الكهربائي:

تحسن المواد العازلة من سير شحنة الكهرباء للأجهزة وتنظيمها لكي لا تتلف الأجهزة والدوائر الكهربائية بداخلها.

حماية الإنسان من التعرض للصعق:

جسم الإنسان والحيوان يعد موصل للشحنات الكهربائية ويتأثر بها فعندما يلامس الإنسان الأجزاء المكشوفة من الأسلاك الكهربائية التي يمر من خلال هذه يحدث إنتقال التيار الكهربائي إلى جسم الإنسان تسبب له الأذى وأحيانًا تسبب الموت.

خفض صوت الأجهزة:

بعض الأجهزة تتسبب في عمل أصوات أثناء اتصالها بالكهرباء فتعمل المواد العازلة على التقليل من سماع صوت عالي للأجهزة الكهربائية عند تشغيلها.

تطبيق العازل

• لوحات الدوائر الكهربائية.
• غطاء الأسلاك الكهربائية.
• غطاء الكابلات الكهربائية.
• الأجهزة الكهربائية.
• طلاء أعمدة الإنارة.

لوحات الدوائر الكهربائية

: بما أن إلكترونات المواد العازلة مترابطة بقوة ولا يمكن إنتقال التيار الكهربائي من خلالها فهي تستخدم في صناعة ألواح الدوائر الكهربائية حتى لا توصل الكهرباء بين الأدوات المستخدمة في اللوحة.

غطاء الأسلاك الكهربائية

: نعرف جميعًا أن جميع الأسلاك الكهربائية يوجد لها غطاء ويغلف هذا الغطاء بغطاء آخر لمنع وصول الشحنات الكهربائية بشكل نهائي ويمنع الأذى عن الإنسان.

غطاء الكابلات الكهربائية

: يستخدم العازل أيضًا في تغليف الكابلات الكهربائية لمنع تسرب المياه داخلها ومنع تسرب التيار الكهربائي من خلالها.

الأجهزة الكهربائية

: الأجهزة الكهربائية من الضروري أن تحاط بمواد عازلة حتى تحسن من أداءها وتقلل من الجهد العالي وتقلل صوت تشغيلها.

طلاء أعمدة الإنارة

: عند حدوث الأمطار تتعرض أعمدة الإنارة في الطرقات إلى البلل وفي هذا الوقت تكون موصل عالى جدًا للكهرباء ولكي نتجنب خطر الصعق من كهرباء الأعمدة الكهربائية في الشوارع يجب طلائها بمادة عازلة لحماية الإنسان والحيوان.

وهناك الكثير من الأشياء التي تمنع سير الشحنات الكهربائية ومثال عليها مفك البراغي الذي يستخدمة الكهربائي وأصحاب المهن التي تتصل بالكهرباء يكون مغطى بطلاءمن البلاستيك حتى يقوم بأعمال الكهرباء والتحقق من وجود تيار كهربي دون أن يتعرض الأذى، ومناطق الجهد المرتفع التي تشكل خطرًا كبير جدًا تحاط بالزجاج حتى يمنع تدفق التيار الكهربائي من خلالها، الألماس الذي تتشكل منه الإكسسوارات والمجوهرات عند ارتدائه يمنع التعرض للكهرباء فهو عازل قوي للكهرباء. [2]