Диэлектрики - Электроматериаловедение
Основные характеристики диэлектрических материалов
Тема 3.1 Физика диэлектриков
Характеристики диэлектриков
Диэлектрики - Электроматериаловедение
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЭЛЕКТРИКОВ
По электрическому строению молекул различают неполярные и полярные диэлектрики. Примеры электрического строения молекул диэлектриков: Диэлектрические потери сильно зависят от частоты тока, особенно у полярных диэлектриков, поэтому они являются низкочастотными. В качестве высокочастотных используются неполярные диэлектрики. Поляризация - это упругое смещение связанных зарядов или ориентация молекул диэлектрика в электрическом поле. Способность диэлектрика к поляризации характеризуется относительной диэлектрической проницаемостью. В отсутствие внешнего поля домены расположены произвольно, и суммарный момент равен нулю. Во внешнем поле происходит переориентация доменов и создается эффект сильной поляризации рис. Рисунок 15 Схема возникновения поляризации: Рисунок 16 Температурные зависимости относительной диэлектрической проницаемости при поляризации: Поляризационные процессы смещения связанных зарядов в диэлектрике до момента установления равновесного состояния происходят во времени, создавая поляризационные токи или токи смещения. Проводимость диэлектрика при постоянном напряжении определяется величиной сквозного тока. В случае плоского образца в однородном поле. Удельное поверхностное сопротивление численно равно сопротивлению квадрата любых размеров, если ток проходит через две противоположные стороны. Рисунок 18 Схема определения удельного поверхностного сопротивления p s твердого диэлектрика. Электропроводность диэлектриков зависит от концентрации свободных носителей заряда, температуры и влажности среды. Полярные диэлектрики смачиваются водой, а вода является источником ионов. Рисунок 19 Схема определения диэлектрических потерь: Потери на электропроводность от сквозной проводимости - основные потери для неполярных диэлектриков. С ростом частоты поля релаксационные потери увеличиваются, так как возрастает отставание поляризации от изменения поля. Резонансные потери - это интенсивное поглощение энергии электромагнитного поля газом при определенной частоте. Диэлектрик, находясь в электрическом поле, теряет свойства электроизоляционного материала, если напряженность поля превысит некоторое критическое значение. Это явление носит название пробоя диэлектрика или нарушения его электрической прочности. Значение напряжения, при котором происходит пробой диэлектрика, называется пробивным напряжением, а соответствующее значение напряженности поля — электрической прочностью диэлектрика. Пробивное напряжение обозначается U пр и измеряется чаще всего в киловольтах. Электрическая прочность определяется пробивным напряжением, отнесенным к толщине диэлектрика в месте пробоя:. Удобные для практических целей численные значения электрической прочности диэлектриков получаются, если пробивное напряжение выражать в киловольтах, а толщину диэлектрика — в миллиметрах. Пробой газа обусловливается явлением ударной и фотонной ионизации. Пробой жидких диэлектриков происходит в результате ионизационных тепловых процессов. Одним из главнейших факторов, способствующих пробою жидкостей, является наличие в них сторонних примесей. Пробой твердых тел может вызываться как электрическим, так и тепловым процессами, возникающими под действием поля. Явление электрического пробоя связано с электронными процессами в диэлектрике, возникающими в сильном электрическом поле и приводящими к внезапному резкому местному возрастанию плотности электрического тока к моменту пробоя. Тепловой пробой является следствием уменьшения активного сопротивления диэлектрика под влиянием нагрева в электрическом поле, что приводит к росту активного тока и дальнейшему увеличению нагрева диэлектрика вплоть до его термического разрушения. При длительном действии напряжения пробой может быть вызван электрохимическими процессами, происходящими в диэлектрике под воздействием электрического поля. Из изложенного следует, что пробой газов — явление чисто электрическое. Поэтому все численные данные по пробою газов относятся к максимальным амплитудным значениям напряжения. Поскольку в разрушении жидких и особенно твердых диэлектриков существенную роль играют тепловые процессы, то в случае приложения к диэлектрикам переменного напряжения численные значения пробивного напряжения относятся к действующим эффективным. Электротепловой сокращенно тепловой пробой сводится к разогреву материала в электрическом поле до температур, соответствующих хотя бы местной потере им электроизоляционных свойств, связанной с чрезмерным возрастанием сквозной электропроводности или диэлектрических потерь. Пробивное напряжение при тепловом пробое зависит от ряда факторов:. Кроме того, напряжение теплового пробоя связано нагревостойкостью материала. Органические диэлектрики вследвие малой нагревостойкости при прочих равных условиях имеют более низкие значения пробивных напряжений при тепловом пробое, чем неорганические. При расчетах напряжения теплового пробоя. Температура нагрева изолятора в электрическом поле высокого напряжения устанавливается тогда, когда тепловыделение оказывается равным теплоотдаче в окружающую среду. В большинстве случаев теплоотвод обусловливается конвекцией воздуха. Таковы условия работы подвесных и опорных изоляторов, керамических конденсаторов, каркасов катушек индуктивности. Теплоотвод за счет теплопроводности окружающей среды имеет место для кабелей, вводов, вмонтированных в стены. Обычно при расчете изоляторов выбирают такое рабочее напряжение, соответствующее установившейся температуре, чтобы температура нагрева не превосходила некоторого заданного значения, опасного с точки зрения нагревостойкости диэлектрика. С увеличением приложенного к изолятору напряжения возрастает реактивная мощность, вызывающая рост тепловыделения и нагрев изолятора. Для того чтобы температура изолятора не превышала некоторого критического значения, выше которого неизбежно наступает тепловое разрушение изолятора, необходимо правильно установить допустимое напряжение. Если считать, что все изменение температуры происходит вне диэлектрика, то рабочее напряжение можно найти, приравняв тепловыделение количеству тепла, отводимого при заданной температуре с поверхности изолятора:. Электрохимический пробой изоляционных материалов имеет особенно существенное значение при повышенных температурах и высокой влажности воздуха. Этот вид пробоя наблюдается при постоянном и переменном напряжениях низкой частоты, когда в материале развиваются электролитические процессы, обусловливающие необратимое уменьшение сопротивления изоляции. Такое явление часто называют также старением диэлектрика в электрическом поле, поскольку оно приводит к постепенному снижению электрической прочности, заканчивающемуся пробоем при напряженности поля, значительно меньшей пробивной напряженности, полученной при кратковременном испытании. Ранее считалось, что старение свойственно лишь органическим диэлектрикам пропитанная бумага, резина и т. Позднее было показано, что явление старения может иметь место и в некоторых неорганических диэлектриках, например в титановой керамике. Электрохимический пробой требует для своего развития длительного времени, так как он связан с явлением электропроводности, приводящим к медленному выделению в материале малых количеств химически активных веществ, или с образованием полупроводящих соединений. В керамике, содержащей окислы металлов переменной валентности например, ТiО 2 , электрохимический пробой встречается значительно чаще, чем в керамике, состоящей из окислов алюминия, кремния, магния, бария. Наличие щелочных окислов в алюмосиликатной керамике способствует возникновению электрохимического пробоя и ограничивает допустимую рабочую температуру. При электрохимическом пробое, наблюдаемом при постоянном напряжении и низких частотах в условиях повышенных температур или высокой влажности воздуха, большое значение имеет материал электрода. Серебро, способное диффундировать в керамику, облегчает электрохимический пробой в противоположность, например, золоту. Эта тема принадлежит разделу: Строение и свойства металлов и сплавов Тема Введение Строение и свойства металлов и сплавов Материаловедением называется наука о структуре и свойствах материалов Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:. Основными элементами, от которых зависят структура и свойства сталей и чугунов, являются железо и углерод. Легирование меди обеспечивает повы. Неизолированные провода применяют на ЛЭП. По роду материала различают медь М , алюмин. К природным естественным смолам принадлежат продукты жизнедеятельности животных или растительных организмов. Из естественных смол в производстве электроизоляционных лаков и компа. Шеллак получают из гуммилака, представляющего собой смолу, образующуюся на ветвях тропических растений вследствие укуса особого насекомого, которое, перерабатывая сок в своем организме, выделяет ег. Копалы представляют собой смолы, обычно ископаемые, растительного происхождения, добываемые главным образом в тропических странах, и обозначаются географическими названиями мест, где они добываются. К органическим диэлектрикам относятся материалы, в составекоторых находится углерод. В качестве добываемые преимущественно в Африке и Юго-Восточной Азии. Раньше благодаря растворимости в растительн. Полимеризационные синтетические полимеры Полимеризационные синтетические полимеры получают в процессе полимеризации под действием теплоты, давления, ультрафиолетовых лучей, а также инициаторов и катализаторов. При полимеризации двойные и. В реакции поликонденсации участвуют не менее двух химических веществ. В результате образуются полимеры пространственной структуры, из которых получают прочные и теплостойкие термореактивные материа. Тонкие листочки слюды обладают гибкостью, упруги и. Электрическое сопротивление металлических проводников с. Основными магнитными материалами являются желез. Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право. Различают следующие виды поляризации: Удельное поверхностное сопротивление численно равно сопротивлению квадрата любых размеров, если ток проходит через две противоположные стороны где R s - поверхностное сопротивление образца между параллельно стоящими электродами шириной d, находящимися друг от друга на расстоянии l рис. Электрическая прочность определяется пробивным напряжением, отнесенным к толщине диэлектрика в месте пробоя: Пробивное напряжение при тепловом пробое зависит от ряда факторов: При расчетах напряжения теплового пробоя должны приниматься во внимание tg б диэлектрика и его зависимость от температуры, а также диэлектрическая проницаемость материала. Если считать, что все изменение температуры происходит вне диэлектрика, то рабочее напряжение можно найти, приравняв тепловыделение количеству тепла, отводимого при заданной температуре с поверхности изолятора: Что будем делать с полученным материалом: Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях: Все темы данного раздела: Железо мож Тема 1. Легирование меди обеспечивает повы Тема 2. По роду материала различают медь М , алюмин Тема 3. Так, маслонаполненный Природные смолы. Из естественных смол в производстве электроизоляционных лаков и компа Шеллак. Шеллак получают из гуммилака, представляющего собой смолу, образующуюся на ветвях тропических растений вследствие укуса особого насекомого, которое, перерабатывая сок в своем организме, выделяет ег Копалы. Копалы представляют собой смолы, обычно ископаемые, растительного происхождения, добываемые главным образом в тропических странах, и обозначаются географическими названиями мест, где они добываются Твердые органические диэлектрики. Раньше благодаря растворимости в растительн Полимеризационные синтетические полимеры Полимеризационные синтетические полимеры получают в процессе полимеризации под действием теплоты, давления, ультрафиолетовых лучей, а также инициаторов и катализаторов. При полимеризации двойные и Поликонденсационные синтетические полимеры. В результате образуются полимеры пространственной структуры, из которых получают прочные и теплостойкие термореактивные материа Тема 3. Тонкие листочки слюды обладают гибкостью, упруги и Тема 4. Электрическое сопротивление металлических проводников с Тема 5. Основными магнитными материалами являются желез Тема 6. Подпишитесь на Нашу рассылку. Новости и инфо для студентов Свежие новости Актуальные обзоры событий Студенческая жизнь. Соответствующий теме материал Похожее Популярное Облако тегов. О Сайте Рефераты Правила Пользования Правообладателям Обратная связь.
Кредитная карта молния отп отзывы
Как научиться целоваться с языком фото
Распоряжение общей совместной собственностью осуществляется
Дизайн отель массандра
Цели диагностики проблем
Экономико математические методы в исследованиях в менеджменте