Vad är den dielektriska styrkan hos ett dielektrikum? Låt oss försöka förstå denna term, för att identifiera funktionerna i denna indikator.
Definitioner
Dielektrika är ämnen som inte leder elektriciteten bra eller helt. Värdet på densiteten i ett sådant ämne av laddningsbärare (elektroner) överstiger inte 108 stycken per kubikcentimeter. Det huvudsakliga kännetecknet för elektriska isoleringsmaterial är deras förmåga att polarisera i ett yttre fält. Dielektrikum inkluderar gasformiga ämnen, olika hartser, glas och polymera material. Den kemiskt rena isolatorn är vatten.
Dielektriska egenskaper
Denna grupp inkluderar pyroelektrik, ferroelektrik, relaxatorer, piezoelektrik. Passiva och aktiva egenskaper hos sådana material används aktivt i modern teknik, så vi kommer att uppehålla oss mer i detalj.
Isolatorernas passiva egenskaper gäller när de används i konventionella kondensatorer.
Elektriska isoleringsmaterial är dielektrika som inte tillåter förlust av elektriska laddningar. Med deras hjälp är det möjligt att separera elektriska kretsar från varandra, delar av enheter från ledande delar. I sådana situationerpermittivitet har ingen speciell roll.
Aktiv (kontrollerad) dielektrik är pyroelektrik, ferroelektrik, elektroluminoforer, material för slutare och sändare inom laserteknik.
Efterfrågan på dielektriska material ökar varje år. Anledningen är ökningen av kapaciteten hos industriföretag och kommersiella institutioner.
Dessutom kan den ökade efterfrågan på dielektrikum förklaras av ökningen av antalet kommunikationer och olika elektriska apparater.
Inom tekniken är den elektriska styrkan hos isolatorer av särskild betydelse, förknippad med arrangemanget av molekyler och atomer i kristallgittret.
Klassificering
Under olika förhållanden kan det dielektriska materialet uppvisa olika isoleringsegenskaper, vilket avgör omfattningen av dess tillämpning. Till exempel ändras dielektrisk styrka med temperaturen.
Beroende på strukturen särskiljs organiska och oorganiska elektriska isoleringsmaterial.
I takt med att elindustrin utvecklades, utvecklades också produktionen av dielektriska material från mineraler. Tekniken har nyligen förbättrats så mycket att det har varit möjligt att avsevärt sänka produktionskostnaden, som ett resultat av att mineraldielektrika har ersatt kemiska och naturliga material.
Mineraldielektriska material
Sådana föreningar inkluderar:
- Installation, alkalisk, lampa,kondensatorglas, bestående av en blandning av olika oxider. När man gör oxider av aluminium, kalcium, kisel ökar materialets elektriska styrka.
- Glasemaljer är material där ett tunt lager emalj appliceras på en metallyta.
- Ljusledare, som är en speciell typ av ljusledande glasfiber.
- Keramiska föremål.
- Mica.
- Asbest.
Trots en sådan variation av elektriska isoleringsmaterial är det långt ifrån alltid möjligt att ersätta en dielektrikum med en annan.
Isoleringens elektriska styrka är en viktig egenskap, men det är inte det enda man bör vara uppmärksam på när man väljer sådana material.
Särskild uppmärksamhet ägnas också åt termiska, mekaniska, andra fysikaliska och kemiska egenskaper, inklusive förmågan till olika typer av bearbetning, kostnad, tillgång på material.
Kontroll av isoleringens elektriska styrka utförs för att säkerställa maximal säkerhet vid driften av instrument och enheter.
Elektriskt isolerande petroleumoljor
Transformatorolja, som används för krafttransformatorer, har den maximala fördelningen inom elektroteknik bland flytande isoleringsmaterial. De fyller porerna i den fibrösa isoleringen, avståndet mellan lindningarna, ökar isoleringens dielektriska styrka, främjar värmeavlägsnande. Dessutom används transformatorolja aktivt i högspänningsoljebrytare. I sådana enheter, mellan divergerandekontakterna på omkopplaren bryter den elektriska ljusbågen, vilket resulterar i att bågkanalen snabbt kyls och släcks. För att erhålla elektriska isoleringsoljor från petroleum, används olja, som utför dess stegvis destillation med en stegvis separation av en fraktion i varje steg och detaljerad rening från föroreningar med svavelsyra, följt av tvättning och torkning.
Den elektriska styrkan hos en sådan olja är ett värde som är mycket känsligt för fukt. Även med en lätt inblandning av vatten i oljan observeras en signifikant minskning av denna fysiska kvantitet. Under inverkan av ett elektriskt fält dras droppar av emulgerat vatten till de ställen där fältstyrkan har ett maxim alt värde, som ett resultat av vilket ett sammanbrott utvecklas.
Med en kraftig minskning av oljans elektriska styrka innehåller den inte bara vattenmolekyler utan även fibrösa föroreningar. De absorberar vatten, vilket avsevärt påverkar de elektriska egenskaperna hos det flytande dielektrikumet.
Kabeloljor
De används vid tillverkning av elkablar. När deras pappersisolering är impregnerad med oljor, ökar avlägsnandet av värmeförluster.
Det finns olika typer av kabeloljor. Till exempel, för impregnering av strömkablar av aluminium och blymantlar, används olja av märket KM-25, som har en kinematisk viskositet på minst 23 millimeter per sekund, en flytpunkt på högst 1000 grader. För att öka oljans viskositet tillsätts kolofonium till den ellersyntetiskt förtjockningsmedel.
Innan du använder ett dielektrikum, testa isoleringens dielektriska styrka.
Flytande syntetisk dielektrikum
Dessa elektriska isoleringsmaterial är i vissa avseenden överlägsna petroleumoljor. De har en tendens till elektrisk åldring, vilket negativt påverkar egenskaperna under påverkan av ett elektriskt fält med ökad intensitet.
För att komma till rätta med detta problem är kondensatorerna impregnerade med ett polärt vätskedielektrikum.
Kontroll av den elektriska styrkan är en obligatorisk åtgärd för att välja den mest effektiva typen av isolator.
Klorerade kolväten
De erhålls från olika kolväten genom att ersätta en eller flera väteatomer med klor. Den vanligaste typen av sådana dielektrikum är klorerad bifenyl. Den har hög viskositet, har huvudegenskaperna som motsvarar GOST. Den elektriska styrkan hos denna isolator är högre än andra opolära petroleumoljor, därför halveras volymen på kondensatorn när den används. Bland fördelarna med klorerade bifenyler lyfter vi fram deras obrännbarhet, och nackdelarna är toxicitet och höga kostnader.
Bland billiga hushållsmaterial med utmärkta isoleringsegenskaper lyfter vi fram en blandning av isobuten och dess isomerer (oktol), erhållen som ett resultat av oljesprickning.
Naturliga isolatorer
kolofonium,som är ett sprött harts som erhålls från harts, innehåller organiska syror i sin sammansättning. Det löser sig bra i petroleumoljor och används som tätnings- och impregneringskabelblandningar.
Ett tunt lager vegetabilisk olja, som faller på ytan av materialet, bildar en tunn film, vilket ökar delens isolerande egenskaper.
Orsaker till förlust av elektrisk styrka
I de dielektrikum som används i praktiken finns det gratis avgifter. När elektroner rör sig ökar den elektriska ledningsförmågan. Eftersom det finns få laddningar klarar isolatorerna detta test. Den elektriska styrkan hos isolatorer avgör huvudområdena för deras industriella tillämpning.
Isolering är nödvändig för strömisolering, temperaturkontroll, elektrisk fältstyrka, andra egenskaper som enheter och enheter har.
Om ett piezoelektriskt material används som ett dielektrikum i en kondensator, ändrar det dess linjära egenskaper under påverkan av en växelspänning, förvandlas till en generator av ultraljudsvibrationer.
Slutsats
Teknik och funktioner för drift av radio-elektronisk och elektrisk utrustning bestämmer olika krav för parametrarna för dielektriska material.
Isolatorer som används för praktiska ändamål har få elektroner i volymen, så vid konstant spänning passerar de en minimiström, som kallas läckström.
Om spänningen stiger,appliceras på isoleringen kommer värdet på fältstyrkan i dielektrikumet att överstiga ett visst värde, isolatorn kommer att förlora sina elektriska isoleringsegenskaper.
Genomströmmen som flyter genom isolatorn ökar och dess motstånd minskar, vilket gör att elektroderna kortsluts.
Detta fenomen kallas dielektrisk nedbrytning. I det fall när spänningen som appliceras på dielektrikumet når ett kritiskt värde observeras en kraftig ökning av genomströmmen, spänningen på elektroderna minskar, som ett resultat av irreversibla förändringar minskar isolatorns elektriska motstånd.
Beroende på parametrarna för kraft- och energiisolering uppstår en gnista efter ett haveri, vilket leder till smältning, förbränning, sprickbildning och andra förändringar i både dielektrikumet och elektroderna.
Med rätt val av elektriska isoleringsmaterial kan du säkerställa en smidig drift av elektriska apparater och tekniska apparater.
