Care este rezistența dielectrică a unui dielectric? Să încercăm să înțelegem acest termen, să identificăm caracteristicile acestui indicator.
Definiții
Dielectricii sunt substanțe care nu conduc electricitatea bine sau complet. Valoarea densității într-o astfel de substanță de purtători de sarcină (electroni) nu depășește 108 bucăți pe centimetru cub. Principala caracteristică a materialelor electroizolante este capacitatea lor de a polariza într-un câmp extern. Dielectricii includ substanțe gazoase, diverse rășini, sticlă și materiale polimerice. Izolatorul chimic pur este apa.
Caracteristici dielectrice
Acest grup include piroelectrice, feroelectrice, relaxoare, piezoelectrice. Proprietățile pasive și active ale unor astfel de materiale sunt utilizate în mod activ în tehnologia modernă, așa că ne vom opri asupra lor mai detaliat.
Proprietățile pasive ale izolatoarelor se aplică atunci când sunt utilizate în condensatoare convenționale.
Materialele electroizolante sunt dielectrice care nu permit pierderea sarcinilor electrice. Cu ajutorul lor, este posibilă separarea circuitelor electrice unele de altele, părți ale dispozitivelor de părți conductoare. In astfel de situatiipermisivitatea nu are un rol special.
Dielectricii activi (controlați) sunt piroelectrici, feroelectrici, electroluminofori, materiale pentru obloane și emițători în tehnologia laser.
Cererea de materiale dielectrice crește în fiecare an. Motivul este creșterea capacității întreprinderilor industriale și a instituțiilor comerciale.
În plus, cererea crescută de dielectrice poate fi explicată prin creșterea numărului de comunicații și a diverselor aparate electrice.
În tehnologie, rezistența electrică a izolatorilor este de o importanță deosebită, asociată cu aranjarea moleculelor și atomilor în rețeaua cristalină.
Clasificare
În diferite condiții, materialul dielectric poate prezenta diferite caracteristici de izolare, ceea ce determină domeniul de aplicare al acestuia. De exemplu, rigiditatea dielectrică se modifică cu temperatura.
În funcție de structură, se disting materialele electroizolante organice și anorganice.
Pe măsură ce industria electrică s-a dezvoltat, la fel a crescut și producția de materiale dielectrice din minerale. Recent, tehnologia s-a îmbunătățit atât de mult încât a fost posibil să se reducă semnificativ costul de producție, drept urmare, dielectricii minerali au înlocuit materialele chimice și naturale.
Materiale dielectrice minerale
Astfel de compuși includ:
- Instalare, alcalină, lampă,pahare de condensator, constând dintr-un amestec de diferiți oxizi. Când se produc oxizi de aluminiu, calciu, siliciu, rezistența electrică a materialului crește.
- Smalțurile de sticlă sunt materiale în care se aplică un strat subțire de email pe o suprafață metalică.
- Ghiduri de lumină, care sunt un tip special de fibră de sticlă conducătoare de lumină.
- Articole ceramice.
- Mica.
- Azbest.
În ciuda unei asemenea varietăți de materiale electrice izolante, este departe de a fi întotdeauna posibilă înlocuirea unui dielectric cu altul.
Rezistența electrică a izolației este o proprietate importantă, dar nu este singurul lucru la care trebuie să acordați atenție atunci când alegeți astfel de materiale.
Se acordă o atenție deosebită și proprietăților termice, mecanice, altor proprietăți fizice și chimice, inclusiv capacității de a face diferite tipuri de prelucrare, costuri, disponibilitatea materialelor.
Verificarea rezistenței electrice a izolației se efectuează pentru a asigura siguranța maximă a funcționării instrumentelor și dispozitivelor.
Uleiuri petroliere electroizolante
Uleiul de transformatoare, folosit pentru transformatoarele de putere, are distribuția maximă în electrotehnică printre materialele izolante lichide. Ele umplu porii din izolația fibroasă, distanța dintre înfășurări, crește rezistența dielectrică a izolației, promovează îndepărtarea căldurii. În plus, uleiul de transformator este utilizat în mod activ în întreruptoarele de circuit cu ulei de în altă tensiune. În astfel de dispozitive, între divergentecontactele comutatorului rup arcul electric, drept urmare canalul arcului este răcit și stins rapid. Pentru a obține uleiuri electroizolante minerale petroliere, se folosește ulei, realizându-se distilarea lui în etape cu separarea în faze a unei fracțiuni la fiecare etapă și purificarea detaliată a impurităților cu acid sulfuric, urmată de spălare și uscare.
Rezistența electrică a unui astfel de ulei este o valoare care este foarte sensibilă la umiditate. Chiar și cu un ușor amestec de apă în ulei, se observă o scădere semnificativă a acestei cantități fizice. Sub acțiunea unui câmp electric, picăturile de apă emulsionată sunt atrase în acele locuri în care intensitatea câmpului are o valoare maximă, în urma căreia se dezvoltă o defecțiune.
Cu o scădere bruscă a rezistenței electrice a uleiului, acesta conține nu numai molecule de apă, ci și impurități fibroase. Acestea absorb apa, ceea ce afectează în mod semnificativ caracteristicile electrice ale dielectricului lichid.
Uleiuri pentru cablu
Sunt utilizați în producția de cabluri de alimentare electrică. Când izolația lor din hârtie este impregnată cu uleiuri, înlăturarea pierderilor de căldură crește.
Există diferite tipuri de uleiuri pentru cabluri. De exemplu, pentru impregnarea cablurilor de alimentare din aluminiu și înveliș de plumb, se utilizează ulei marca KM-25, care are o vâscozitate cinematică de cel puțin 23 de milimetri pe secundă, un punct de curgere de cel mult 1000 de grade. Pentru a crește vâscozitatea uleiului, i se adaugă colofoniu sauagent de îngroșare sintetic.
Înainte de a utiliza un dielectric, testați rezistența dielectrică a izolației.
Dielectrici sintetici lichidi
Aceste materiale electroizolante sunt superioare în unele privințe uleiurilor din petrol. Au tendinta de imbatranire electrica, care afecteaza negativ proprietatile sub influenta unui camp electric de intensitate crescuta.
Pentru a rezolva această problemă, condensatoarele sunt impregnate cu un dielectric lichid polar.
Verificarea rezistenței electrice este o măsură obligatorie pentru a selecta cel mai eficient tip de izolator.
Hidrocarburi clorurate
Se obțin din diferite hidrocarburi prin înlocuirea unuia sau mai multor atomi de hidrogen cu clor. Cel mai comun tip de astfel de dielectrici este bifenilul clorurat. Are vâscozitate ridicată, are principalele caracteristici corespunzătoare GOST. Rezistența electrică a acestui izolator este mai mare decât alte uleiuri nepolare din petrol, prin urmare, atunci când îl utilizați, volumul condensatorului este aproape înjumătățit. Printre avantajele bifenililor clorurati, evidentiam incombustibilitatea acestora, iar dezavantajele sunt toxicitatea si costul ridicat.
Dintre materialele de uz casnic ieftine, cu caracteristici izolante excelente, evidențiem un amestec de izobutenă și izomerii săi (octol), obținut ca urmare a cracării petrolului.
Izolatori naturali
Rosin,care este o rășină fragilă obținută din rășină, conține acizi organici în compoziția sa. Se dizolvă bine în uleiurile petroliere și este folosit ca și compusi de etanșare și impregnare pentru cabluri.
Un strat subțire de ulei vegetal, care cade pe suprafața materialului, formează o peliculă subțire, crescând caracteristicile izolatoare ale piesei.
Cauze ale pierderii rezistenței electrice
În acele dielectrice care sunt folosite în practică, există taxe gratuite. Pe măsură ce electronii se mișcă, conductivitatea electrică crește. Deoarece există puține încărcări, izolatoarele trec cu succes acest test. Rezistența electrică a izolatoarelor determină principalele domenii ale aplicației lor industriale.
Izolarea este necesară pentru izolarea curentului, controlul temperaturii, intensitatea câmpului electric, alte caracteristici pe care le au dispozitivele și dispozitivele.
Dacă un piezoelectric este folosit ca dielectric într-un condensator, acesta își schimbă caracteristicile liniare sub influența unei tensiuni alternative, se transformă într-un generator de vibrații ultrasonice.
Concluzie
Tehnologia și caracteristicile de funcționare ale echipamentelor radio-electronice și electrice determină cerințe diferite pentru parametrii materialelor dielectrice.
Izolatoarele folosite în scopuri practice au câțiva electroni în volum, astfel încât la o tensiune constantă trec un curent minim, numit curent de scurgere.
Dacă tensiunea crește,aplicat izolației, valoarea intensității câmpului în dielectric va depăși o anumită valoare, izolatorul își va pierde caracteristicile de izolare electrică.
Curentul care trece prin izolator crește, iar rezistența acestuia scade, provocând scurtcircuitarea electrozilor.
Acest fenomen se numește defalcare dielectrică. În cazul în care tensiunea aplicată dielectricului atinge o valoare critică, se observă o creștere bruscă a curentului de trecere, tensiunea pe electrozi scade, ca urmare a modificărilor ireversibile, rezistența electrică a izolatorului scade.
În funcție de parametrii de izolare a puterii și a energiei, după o defecțiune apare o scânteie, care duce la topire, ardere, crăpare și alte modificări atât ale dielectricului, cât și ale electrozilor.
Cu o selecție corectă de materiale electroizolante, puteți asigura buna funcționare a aparatelor electrice și a dispozitivelor tehnice.
