Wat is die diëlektriese sterkte van 'n diëlektrikum? Kom ons probeer om hierdie term te verstaan, om die kenmerke van hierdie aanwyser te identifiseer.
Definisies
Diëlektrika is stowwe wat nie elektrisiteit goed of heeltemal gelei nie. Die waarde van die digtheid in so 'n stof van ladingsdraers (elektrone) oorskry nie 108 stukke per kubieke sentimeter nie. Die hoofkenmerk van elektriese isolerende materiale is hul vermoë om in 'n eksterne veld te polariseer. Diëlektrika sluit in gasvormige stowwe, verskeie harse, glas en polimeriese materiale. Die chemies suiwer isolator is water.
Diëlektriese kenmerke
Hierdie groep sluit piro-elektriese, ferro-elektriese, relaxors, piëzo-elektriese in. Passiewe en aktiewe eienskappe van sulke materiale word aktief in moderne tegnologie gebruik, daarom sal ons in meer besonderhede daaroor stilstaan.
Die passiewe eienskappe van isolators geld wanneer hulle in konvensionele kapasitors gebruik word.
Elektriese isolerende materiale is diëlektrika wat nie die verlies van elektriese ladings toelaat nie. Met hul hulp is dit moontlik om elektriese stroombane van mekaar te skei, dele van toestelle van geleidende dele. In sulke situasiespermittiwiteit het geen spesiale rol nie.
Aktiewe (beheerde) diëlektrika is piro-elektrika, ferro-elektrika, elektroluminofore, materiale vir luike en stralers in lasertegnologie.
Die vraag na diëlektriese materiale neem elke jaar toe. Die rede is die toename in die kapasiteit van industriële ondernemings en kommersiële instellings.
Daarbenewens kan die verhoogde vraag na diëlektrika verklaar word deur die toename in die aantal kommunikasie en verskeie elektriese toestelle.
In tegnologie is die elektriese sterkte van isolators van besondere belang, wat geassosieer word met die rangskikking van molekules en atome in die kristalrooster.
Klassifikasie
Onder verskillende toestande kan die diëlektriese materiaal verskillende isolerende eienskappe vertoon, wat die omvang van die toepassing daarvan bepaal. Byvoorbeeld, diëlektriese sterkte verander met temperatuur.
Afhangende van die struktuur, word organiese en anorganiese elektriese isoleringsmateriale onderskei.
Namate die elektriese industrie ontwikkel het, het die produksie van diëlektriese materiale uit minerale ook ontwikkel. Die tegnologie het onlangs soveel verbeter dat dit moontlik was om die koste van produksie aansienlik te verminder, gevolglik het minerale diëlektrika chemiese en natuurlike materiale vervang.
Minerale diëlektriese materiale
Sulke verbindings sluit in:
- Installasie, alkalies, lamp,kapasitorglase, bestaande uit 'n mengsel van verskillende oksiede. Wanneer oksiede van aluminium, kalsium, silikon gemaak word, neem die elektriese sterkte van die materiaal toe.
- Glas-emalje is materiale waarin 'n dun laag emalje op 'n metaaloppervlak aangebring word.
- Ligleiers, wat 'n spesiale tipe liggeleidende veselglas is.
- Keramiekitems.
- Mica.
- Asbest.
Ondanks so 'n verskeidenheid elektriese isolasiemateriale, is dit ver van altyd moontlik om een diëlektrikum met 'n ander te vervang.
Die elektriese sterkte van die isolasie is 'n belangrike eienskap, maar dit is nie die enigste ding waaraan aandag gegee moet word wanneer sulke materiale gekies word nie.
Besondere aandag word ook gegee aan termiese, meganiese, ander fisiese en chemiese eienskappe, insluitend die vermoë tot verskeie tipes verwerking, koste, beskikbaarheid van materiale.
Die nagaan van die elektriese sterkte van die isolasie word uitgevoer om die maksimum veiligheid van die werking van instrumente en toestelle te verseker.
Elektriese isolerende petroleumolies
Transformatorolie, wat vir kragtransformators gebruik word, het die maksimum verspreiding in elektriese ingenieurswese onder vloeibare isolerende materiale. Hulle vul die porieë in die veselagtige isolasie, die afstand tussen die windings, verhoog die diëlektriese sterkte van die isolasie, bevorder hitteverwydering. Daarbenewens word transformatorolie aktief gebruik in hoëspanning-oliestroombrekers. In sulke toestelle, tussen uiteenlopendedie kontakte van die skakelaar breek die elektriese boog, waardeur die boogkanaal vinnig afgekoel en geblus word. Om petroleum minerale elektriese isolasie-olies te verkry, word olie gebruik, wat die gefaseerde distillasie daarvan uitvoer met 'n gefaseerde skeiding van 'n fraksie in elke stadium en gedetailleerde suiwering van onsuiwerhede met swaelsuur, gevolg deur was en droog.
Die elektriese sterkte van so 'n olie is 'n waarde wat baie sensitief is vir vog. Selfs met 'n effense vermenging van water in die olie word 'n beduidende afname in hierdie fisiese hoeveelheid waargeneem. Onder die werking van 'n elektriese veld word druppels geëmulsifiseerde water ingetrek na daardie plekke waar die veldsterkte 'n maksimum waarde het, as gevolg waarvan 'n ineenstorting ontwikkel.
Met 'n skerp afname in die elektriese sterkte van die olie, bevat dit nie net watermolekules nie, maar ook veselagtige onsuiwerhede. Hulle absorbeer water, wat die elektriese eienskappe van die vloeibare diëlektrikum aansienlik beïnvloed.
Kabelolies
Hulle word gebruik in die vervaardiging van elektriese kragkabels. Wanneer hul papierisolasie met olies geïmpregneer word, neem die verwydering van hitteverliese toe.
Daar is verskillende soorte kabelolies. Byvoorbeeld, vir die bevrugting van kragkabels van aluminium en loodmantels, word olie van die handelsmerk KM-25 gebruik, wat 'n kinematiese viskositeit van minstens 23 millimeter per sekonde het, 'n gietpunt van nie meer as 1000 grade nie. Om die viskositeit van die olie te verhoog, word kolofonium daarby gevoeg ofsintetiese verdikkingsmiddel.
Voordat 'n diëlektrikum gebruik word, toets die diëlektriese sterkte van die isolasie.
Vloeibare sintetiese diëlektrika
Hierdie elektriese isolerende materiale is in sekere opsigte beter as petroleumolies. Hulle het 'n neiging tot elektriese veroudering, wat die eienskappe negatief beïnvloed onder die invloed van 'n elektriese veld van verhoogde intensiteit.
Om hierdie probleem te hanteer, word kapasitors met 'n polêre vloeibare diëlektrikum geïmpregneer.
Die nagaan van die elektriese sterkte is 'n verpligte maatreël om die mees doeltreffende tipe isolator te kies.
Gechlorineerde koolwaterstowwe
Hulle word uit verskeie koolwaterstowwe verkry deur een of meer waterstofatome met chloor te vervang. Die mees algemene tipe van sulke diëlektrika is gechloreerde bifeniel. Dit het 'n hoë viskositeit, het die hoofkenmerke wat ooreenstem met GOST. Die elektriese sterkte van hierdie isolator is hoër as ander nie-polêre petroleumolies, daarom word die volume van die kapasitor byna gehalveer wanneer dit gebruik word. Onder die voordele van gechloreerde bifeniele beklemtoon ons hul onbrandbaarheid, en die nadele is toksisiteit en hoë koste.
Onder goedkoop huishoudelike materiale met uitstekende isolasie-eienskappe, beklemtoon ons 'n mengsel van isobuteen en sy isomere (oktol), verkry as gevolg van oliekrake.
Natuurlike isolators
Rosin,wat 'n bros hars is wat uit hars verkry word, bevat organiese sure in sy samestelling. Dit los goed op in petroleumolies en word gebruik as seël- en impregneerkabelverbindings.
'n Dun lagie groente-olie wat op die oppervlak van die materiaal val, vorm 'n dun film wat die isolasie-eienskappe van die onderdeel verhoog.
Oorsake van verlies aan elektriese krag
In daardie diëlektrika wat in die praktyk gebruik word, is daar gratis kostes. Soos elektrone beweeg, neem die elektriese geleidingsvermoë toe. Aangesien daar min ladings is, slaag die isoleerders hierdie toets suksesvol. Die elektriese sterkte van isolators bepaal die hoofareas van hul industriële toepassing.
Isolasie is nodig vir stroomisolasie, temperatuurbeheer, elektriese veldsterkte, ander eienskappe wat toestelle en toestelle het.
As 'n piëso-elektriese as 'n diëlektrikum in 'n kapasitor gebruik word, verander dit sy lineêre eienskappe onder die invloed van 'n wisselspanning, verander in 'n genereerder van ultrasoniese vibrasies.
Gevolgtrekking
Tegnologie en kenmerke van die werking van radio-elektroniese en elektriese toerusting bepaal verskillende vereistes vir die parameters van diëlektriese materiale.
Isolators wat vir praktiese doeleindes gebruik word, het min elektrone in hul volume, so teen 'n konstante spanning laat hulle 'n minimum stroom deur, wat lekstroom genoem word.
As die spanning styg,op die isolasie toegepas word, sal die waarde van die veldsterkte in die diëlektrikum 'n sekere waarde oorskry, die isolator sal sy elektriese isolasie-eienskappe verloor.
Die deurstroom wat deur die isolator vloei neem toe en die weerstand daarvan neem af, wat veroorsaak dat die elektrodes kortsluit.
Hierdie verskynsel word diëlektriese ineenstorting genoem. In die geval wanneer die spanning wat aan die diëlektrikum toegepas word 'n kritieke waarde bereik, word 'n skerp toename in die deurstroom waargeneem, die spanning op die elektrodes neem af, as gevolg van onomkeerbare veranderinge, neem die elektriese weerstand van die isolator af.
Afhangende van die parameters van krag en energie-isolasie, ontstaan 'n vonk na 'n ineenstorting, wat lei tot smelt, brand, krake en ander veranderinge in beide die diëlektrikum en die elektrodes.
Met die regte keuse van elektriese isolasiemateriaal kan jy die gladde werking van elektriese toestelle en tegniese toestelle verseker.
