Constante dieléctrica del girasol. Constante dieléctrica del aire como cantidad física.

• determinar la intensidad del campo eléctrico en el vacío;
• incluido en las expresiones de algunas leyes del electromagnetismo, incluida la ley de Coulomb, cuando se escribe en una forma correspondiente al Sistema Internacional de Unidades.

La constante dieléctrica proporciona una conexión entre la constante dieléctrica relativa y absoluta. También se incluye en la notación de la ley de Coulomb:

Ver también

Notas

Literatura

Campo de golf

Fundación Wikimedia.

2010.

Vea qué es “Constante dieléctrica” en otros diccionarios: constante dieléctrica

- constante dieléctrica - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Diccionario inglés-ruso de ingeniería eléctrica e ingeniería energética, Moscú, 1999] Temas ingeniería eléctrica, conceptos básicos Sinónimos constante dieléctrica... ... - (designación e0), una cantidad física que indica la relación entre la fuerza que actúa entre cargas eléctricas en el vacío con el tamaño de estas cargas y la distancia entre ellas. Inicialmente, este indicador se llamaba DIELÉCTRICO... ...

Vea qué es “Constante dieléctrica” en otros diccionarios: Diccionario enciclopédico científico y técnico.

Vea qué es “Constante dieléctrica” en otros diccionarios:- constante dieléctrica absoluta (para una sustancia isotrópica); industria Constante dieléctrica Cantidad escalar que caracteriza las propiedades eléctricas de un dieléctrico e igual a la relación entre el desplazamiento eléctrico en él y el voltaje... ...

- dielektrinė skvarba statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. constante dieléctrica; permitividad vok. dielektrische Leitfähigkeit, f; Dielektrizitätskonstante, f; Permittivität, f rus. constante dieléctrica, f; constante dieléctrica ... Fizikos terminų žodynas Un nombre obsoleto para constante dieléctrica (Ver Constante dieléctrica)...

Gran enciclopedia soviética Constante dieléctrica ε para algunos líquidos (a 20°C) - Disolvente ε Acetona 21,5 Benceno 2,23 Agua 81,0 ...

Libro de referencia química constante dieléctrica inicial - - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Diccionario inglés-ruso de ingeniería eléctrica e ingeniería energética, Moscú, 1999] Temas de ingeniería eléctrica, conceptos básicos ES constante dieléctrica inicial ...

Guía del traductor técnico- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Diccionario inglés-ruso de ingeniería eléctrica e ingeniería energética, Moscú, 1999] Temas de ingeniería eléctrica, conceptos básicos EN permitividad relativa constante dieléctrica relativa ... - - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Diccionario inglés-ruso de ingeniería eléctrica e ingeniería energética, Moscú, 1999] Temas de ingeniería eléctrica, conceptos básicos ES constante dieléctrica inicial ...

constante dieléctrica específica- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Diccionario inglés-ruso de ingeniería eléctrica e ingeniería energética, Moscú, 1999] Temas de ingeniería eléctrica, conceptos básicos EN capacidad de intercambio simultáneoSIC ... - - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Diccionario inglés-ruso de ingeniería eléctrica e ingeniería energética, Moscú, 1999] Temas de ingeniería eléctrica, conceptos básicos ES constante dieléctrica inicial ...

permitividad- constante dieléctrica absoluta; industria constante dieléctrica Cantidad escalar que caracteriza las propiedades eléctricas de un dieléctrico igual a la relación entre la magnitud del desplazamiento eléctrico y la magnitud de la intensidad del campo eléctrico... Diccionario explicativo terminológico politécnico.

Conferencia No. 19

1. La naturaleza de la conductividad eléctrica de dieléctricos gaseosos, líquidos y sólidos.

Permitividad

Constante dieléctrica relativa, o constante dieléctrica ε- uno de los parámetros eléctricos macroscópicos más importantes de un dieléctrico. Permitividadε caracteriza cuantitativamente la capacidad de un dieléctrico para polarizarse en un campo eléctrico y también evalúa el grado de su polaridad; ε es una constante de un material dieléctrico a una temperatura y frecuencia de voltaje eléctrica dadas y muestra cuántas veces la carga de un capacitor con un dieléctrico es mayor que la carga de un capacitor del mismo tamaño con vacío.

La constante dieléctrica determina el valor de la capacitancia eléctrica de un producto (condensador, aislamiento de cable, etc.). Para un capacitor de placas paralelas, la capacitancia eléctrica es CON,Ф, expresado por la fórmula (1)

donde S es el área del electrodo de medición, m2; h es el espesor del dieléctrico, m. De la fórmula (1) queda claro que cuanto mayor es el valor ε Cuanto más dieléctrico se utilice, mayor será la capacitancia eléctrica del condensador con las mismas dimensiones. A su vez, la capacitancia eléctrica C es el coeficiente de proporcionalidad entre la carga superficial QK, condensador acumulado y un voltaje eléctrico aplicado a él

hilado U(2):

De la fórmula (2) se deduce que la carga eléctrica QK, acumulado por el condensador es proporcional al valor ε dieléctrico. Conocimiento qk y se pueden determinar las dimensiones geométricas del condensador ε Material dieléctrico para un voltaje dado.

Consideremos el mecanismo de formación de carga. qk sobre los electrodos de un condensador con un dieléctrico y qué componentes forman esta carga. Para hacer esto, tomamos dos capacitores planos de las mismas dimensiones geométricas: uno con vacío, el otro con un espacio entre electrodos lleno de un dieléctrico, y les aplicamos el mismo voltaje eléctrico. Ud.(Figura 1). Se forma una carga en los electrodos del primer condensador. Q0, en los electrodos del segundo - qk. A su vez, el cargo qk es la suma de las cargas Q0 Y q(3):

Cargar q 0 se forma por el campo externo E0 acumulando cargas de terceros con densidad superficial σ 0 en los electrodos del condensador. q- Se trata de una carga adicional en los electrodos del condensador, creada por una fuente de voltaje eléctrico para compensar las cargas ligadas formadas en la superficie del dieléctrico.

En un dieléctrico uniformemente polarizado, la carga q corresponde a la densidad superficial de las cargas unidas σ. La carga σ forma un campo E сз, dirigido en dirección opuesta al campo E O.

La constante dieléctrica del dieléctrico en cuestión se puede representar como la relación de carga. qk Condensador lleno de dieléctrico para cargar. Q0 el mismo condensador con vacío (3):

De la fórmula (3) se deduce que la constante dieléctrica ε - la cantidad no tiene dimensiones y para cualquier dieléctrico es mayor que la unidad; en caso de vacío ε = 1. Del ejemplo considerado también

Se puede ver que la densidad de carga en los electrodos de un condensador con un dieléctrico en ε veces la densidad de carga en los electrodos de un condensador con vacío, y los voltajes en los mismos voltajes para ambos

sus capacitores son iguales y dependen solo del voltaje Ud. y distancias entre electrodos (E = U/h).

Además de la constante dieléctrica relativa ε diferenciar constante dieléctrica absoluta ε a, F/m, (4)

que no tiene significado físico y se utiliza en ingeniería eléctrica.

El cambio relativo en la constante dieléctrica εr con un aumento de temperatura de 1 K se denomina coeficiente de temperatura de la constante dieléctrica.

ТКε = 1/ εr d εr/dT К-1 Para aire a 20°С ТК εr = -2,10-6К-

El envejecimiento eléctrico en ferroeléctricos se expresa como una disminución de εr con el tiempo. El motivo es la reagrupación de dominios.

Especialmente cambio repentino La constante dieléctrica a lo largo del tiempo se observa a temperaturas cercanas al punto de Curie. Calentar los ferroeléctricos a una temperatura superior al punto de Curie y enfriarlos posteriormente devuelve εr a su valor anterior. Se puede lograr la misma restauración de la constante dieléctrica exponiendo el ferroeléctrico a un campo eléctrico de mayor intensidad.

Para dieléctricos complejos: una mezcla mecánica de dos componentes con diferente εr en una primera aproximación: εrх = θ1 · εr1х · θ · εr2х, donde θ es la concentración en volumen de los componentes de la mezcla, εr es la constante dieléctrica relativa del componente de la mezcla.

La polarización dieléctrica puede ser causada por: cargas mecánicas (piezopolarización en piezoeléctricos); calentamiento (piropolarización en piroeléctricos); luz (fotopolarización).

El estado polarizado de un dieléctrico en un campo eléctrico E se caracteriza por el momento eléctrico por unidad de volumen, polarización P, C/m2, que está relacionado con su constante dieléctrica relativa, por ejemplo: P = e0 (por ejemplo - 1)E, donde e0 = 8,85∙10-12 F/m. El producto e0∙eг =e, F/m, se llama constante dieléctrica absoluta. En dieléctricos gaseosos, por ejemplo, difiere poco de 1,0, en líquidos y sólidos no polares alcanza 1,5 - 3,0, en los polares tiene valores grandes; en cristales iónicos, por ejemplo - 5-MO, y en aquellos que tienen una red cristalina de perovskita alcanza 200; en ferroeléctricos, por ejemplo, 103 y más.

En los dieléctricos no polares, por ejemplo, disminuye ligeramente al aumentar la temperatura; en los dieléctricos polares, los cambios están asociados con el predominio de uno u otro tipo de polarización; en los cristales iónicos, aumenta, a la temperatura de Curie alcanza 104 o; más. Los cambios de temperatura se caracterizan, por ejemplo, por un coeficiente de temperatura. Los dieléctricos polares se caracterizan por una disminución, por ejemplo, en el rango de frecuencia donde el tiempo t para la polarización es comparable a T/2.

Información relacionada.

Permeabilidad eléctrica

La permitividad eléctrica es un valor que caracteriza la capacitancia de un dieléctrico colocado entre las placas de un condensador. Como se sabe, la capacitancia de un capacitor plano depende del área de las placas (cuanto mayor es el área de las placas, mayor es la capacitancia), de la distancia entre las placas o del espesor del dieléctrico (cuanto más grueso cuanto más dieléctrico, menor es la capacitancia), así como en el material dieléctrico, cuya característica es la constante eléctrica.

Numéricamente, la permitividad eléctrica es igual a la relación de la capacitancia del capacitor con cualquier dieléctrico del mismo capacitor de aire. Para crear condensadores compactos, es necesario utilizar dieléctricos con alta permitividad eléctrica. La permitividad eléctrica de la mayoría de los dieléctricos es de varias unidades.

Con la tecnología se han obtenido dieléctricos con permeabilidad eléctrica alta y ultraalta. Su parte principal es rutilo (dióxido de titanio).

Figura 1. Permeabilidad eléctrica del medio.

Ángulo de pérdida dieléctrica

En el artículo "Dieléctricos" analizamos ejemplos de cómo incluir un dieléctrico en circuitos de CC y CA. Resultó que en un dieléctrico real, cuando funciona en un campo eléctrico formado por una tensión alterna, se libera energía térmica. La potencia absorbida en este caso se denomina pérdidas dieléctricas. En el artículo “Un circuito de corriente alterna que contiene capacitancia” se demostrará que en un dieléctrico ideal la corriente capacitiva se adelanta a la tensión en un ángulo inferior a 90°. En un dieléctrico real, la corriente capacitiva adelanta la tensión en un ángulo inferior a 90°. La disminución del ángulo está influenciada por la corriente de fuga, también llamada corriente de conducción.

La diferencia entre 90° y el ángulo de cambio entre el voltaje y la corriente que pasan en un circuito con un dieléctrico real se llama ángulo de pérdida dieléctrica o ángulo de pérdida y se denota δ (delta). Más a menudo no se determina el ángulo en sí, sino la tangente de este ángulo.bronceado δ.

Se ha establecido que las pérdidas dieléctricas son proporcionales al cuadrado de la tensión, la frecuencia de la corriente alterna, la capacitancia del condensador y la tangente del ángulo de pérdidas dieléctricas.

En consecuencia, cuanto mayor sea la tangente de pérdida dieléctrica, tan δ, mayor será la pérdida de energía en el dieléctrico y peor será el material dieléctrico. Los materiales con una tg δ relativamente grande (del orden de 0,08 - 0,1 o más) son malos aislantes. Los materiales con una tan δ relativamente pequeña (aproximadamente 0,0001) son buenos aislantes.

La capacitancia de un condensador depende, como muestra la experiencia, no sólo del tamaño, la forma y la posición relativa de los conductores que lo constituyen, sino también de las propiedades del dieléctrico que llena el espacio entre estos conductores. El efecto del dieléctrico se puede establecer mediante el siguiente experimento. Carguemos el capacitor plano y tomemos nota de las lecturas del electrómetro, que mide el voltaje a través del capacitor. Luego deslizamos una placa de ebonita descargada dentro del condensador (Fig. 63). Veremos que la diferencia de potencial entre las placas disminuirá notablemente. Si quitas la ebonita, las lecturas del electrómetro siguen siendo las mismas. Esto muestra que al reemplazar el aire con ebonita, la capacitancia del capacitor aumenta. Tomando algún otro dieléctrico en lugar de ebonita, obtendremos un resultado similar, pero solo el cambio en la capacitancia del capacitor será diferente. Si es la capacitancia de un capacitor, entre cuyas placas hay vacío, y es la capacitancia del mismo capacitor, cuando todo el espacio entre las placas está lleno, sin espacios de aire, con algún tipo de dieléctrico, entonces la capacitancia será varias veces mayor que la capacitancia, donde depende únicamente de la naturaleza del dieléctrico. Así, se puede escribir

Arroz. 63. La capacitancia del capacitor aumenta cuando se empuja una placa de ebonita entre sus placas. Las hojas del electrómetro se caen, aunque la carga sigue siendo la misma.

La cantidad se llama constante dieléctrica relativa o simplemente constante dieléctrica del medio que llena el espacio entre las placas del condensador. en la mesa La tabla 1 muestra las constantes dieléctricas de algunas sustancias.

Tabla 1. Constante dieléctrica de algunas sustancias.

Sustancia
Agua (limpia)
Cerámica (ingeniería de radio)

Lo anterior es cierto no solo para un capacitor plano, sino también para un capacitor de cualquier forma: al reemplazar el aire con algún tipo de dieléctrico, aumentamos la capacitancia del capacitor varias veces.

Estrictamente hablando, la capacitancia de un condensador aumenta en un factor sólo si todas las líneas de campo que van de una placa a otra pasan a través de un dieléctrico determinado. Este será el caso, por ejemplo, de un condensador que esté completamente sumergido en algún dieléctrico líquido vertido en un recipiente grande. Sin embargo, si la distancia entre las placas es pequeña en comparación con su tamaño, entonces podemos suponer que basta con llenar sólo el espacio entre las placas, ya que aquí es donde prácticamente se concentra el campo eléctrico del condensador. Entonces, para un condensador plano, basta con llenar con un dieléctrico solo el espacio entre las placas.

Al colocar una sustancia con una constante dieléctrica alta entre las placas, la capacitancia del capacitor se puede aumentar considerablemente. Esto se utiliza en la práctica y, por lo general, se elige vidrio, parafina, mica y otras sustancias como dieléctrico para un condensador en lugar de aire. En la figura. 64 muestra un condensador técnico en el que el dieléctrico es una cinta de papel impregnada de parafina. Sus cubiertas son láminas de estaniol prensadas por ambas caras sobre papel encerado. La capacidad de estos condensadores suele alcanzar varios microfaradios. Por ejemplo, un condensador de radioaficionado del tamaño de una caja de cerillas tiene una capacitancia de 2 μF.

Arroz. 64. Condensador plano técnico: a) ensamblado; b) en forma parcialmente desmontada: 1 y 1" - cintas de estaniol, entre las cuales se colocan cintas de papel fino encerado 2. Todas las cintas se pliegan como un acordeón y se colocan en una caja de metal. Los contactos de 3 y 3" se sueldan al Extremos de las cintas 1 y 1". para incluir un condensador en el circuito.

Está claro que sólo los dieléctricos con muy buenas propiedades aislantes son adecuados para la fabricación de un condensador. De lo contrario, las cargas fluirán a través del dieléctrico. Por lo tanto, el agua, a pesar de su alta constante dieléctrica, no es en absoluto adecuada para la fabricación de condensadores, porque sólo el agua extremadamente cuidadosamente purificada es un dieléctrico suficientemente bueno.

Si el espacio entre las placas de un capacitor plano se llena con un medio con constante dieléctrica , entonces la fórmula (34.1) para un capacitor plano toma la forma

El hecho de que la capacitancia de un condensador dependa del entorno indica que el campo eléctrico dentro de los dieléctricos cambia. Hemos visto que cuando un condensador se llena con un dieléctrico con una constante dieléctrica, la capacitancia aumenta varias veces. Esto significa que con las mismas cargas en las placas, la diferencia de potencial entre ellas disminuye en un factor. Pero la diferencia de potencial y la intensidad del campo están relacionadas entre sí mediante la relación (30.1). Por lo tanto, una disminución en la diferencia de potencial significa que la intensidad del campo en el capacitor cuando se llena con un dieléctrico se reduce en un factor. Ésta es la razón para aumentar la capacitancia del condensador. veces menos que en el vacío. De esto concluimos que la ley de Coulomb (10.1) para cargas puntuales colocadas en un dieléctrico tiene la forma

Dieléctricó penetración químicá capacidad medio: cantidad física que caracteriza las propiedades de un medio aislante (dieléctrico) y muestra la dependencia de la inducción eléctrica de la intensidad del campo eléctrico.

Está determinado por el efecto de polarización de los dieléctricos bajo la influencia de un campo eléctrico (y por el valor de la susceptibilidad dieléctrica del medio que caracteriza este efecto).

Hay constantes dieléctricas relativas y absolutas.

La constante dieléctrica relativa ε no tiene dimensiones y muestra cuántas veces la fuerza de interacción entre dos cargas eléctricas en un medio es menor que en el vacío. Este valor para el aire y la mayoría de los demás gases en condiciones normales está cerca de la unidad (debido a su baja densidad). Para la mayoría de los dieléctricos sólidos o líquidos, la permitividad relativa oscila entre 2 y 8 (para un campo estático). La constante dieléctrica del agua en un campo estático es bastante alta, alrededor de 80. Sus valores son grandes para sustancias con moléculas que tienen un gran momento dipolar eléctrico. La constante dieléctrica relativa de los ferroeléctricos es de decenas y cientos de miles.

La constante dieléctrica absoluta en la literatura extranjera se denota con la letra ε; en la literatura nacional se utiliza predominantemente la combinación, donde está la constante eléctrica. La constante dieléctrica absoluta se utiliza únicamente en el Sistema Internacional de Unidades (SI), en el que la inducción y la intensidad del campo eléctrico se miden en diferentes unidades. En el sistema SGS no es necesario introducir una constante dieléctrica absoluta. La constante dieléctrica absoluta (como la constante eléctrica) tiene la dimensión L −3 M −1 T 4 I². En unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI): =F/m.

Cabe señalar que la constante dieléctrica depende en gran medida de la frecuencia del campo electromagnético. Esto siempre se debe tener en cuenta, ya que las tablas de referencia suelen contener datos para un campo estático o bajas frecuencias de hasta unas pocas unidades de kHz sin especificar este hecho. Al mismo tiempo, existen métodos ópticos para obtener la constante dieléctrica relativa en función del índice de refracción mediante elipsómetros y refractómetros. El valor obtenido por el método óptico (frecuencia 10-14 Hz) diferirá significativamente de los datos de las tablas.

Consideremos, por ejemplo, el caso del agua. En el caso de un campo estático (frecuencia cero), la constante dieléctrica relativa en condiciones normales es de aproximadamente 80. Este es el caso hasta las frecuencias infrarrojas. A partir de aproximadamente 2 GHz ε r comienza a caer. En el rango óptico ε r es aproximadamente 1,8. Esto concuerda bastante con el hecho de que en el rango óptico el índice de refracción del agua es 1,33. En un rango de frecuencia estrecho, llamado óptico, la absorción dieléctrica cae a cero, lo que en realidad proporciona a la persona el mecanismo de la visión. fuente no especificada 1252 días] en la atmósfera terrestre saturada de vapor de agua. Con un mayor aumento de la frecuencia, las propiedades del medio cambian nuevamente. Puede leer sobre el comportamiento de la constante dieléctrica relativa del agua en el rango de frecuencia de 0 a 10 12 (región infrarroja) en (inglés)

La constante dieléctrica de los dieléctricos es uno de los principales parámetros en el desarrollo de condensadores eléctricos. El uso de materiales con constante dieléctrica alta puede reducir significativamente las dimensiones físicas de los condensadores.

La capacitancia de los condensadores se determina:

Dónde ε r- constante dieléctrica de la sustancia entre las placas, ε oh- constante eléctrica, S- área de las placas del condensador, d- distancia entre las placas.

El parámetro constante dieléctrica se tiene en cuenta al desarrollar placas de circuito impreso. El valor de la constante dieléctrica de la sustancia entre las capas, en combinación con su espesor, afecta el valor de la capacitancia estática natural de las capas de energía y también afecta significativamente la impedancia característica de los conductores en la placa.

RESISTENCIA eléctrica, cantidad física igual a la resistencia eléctrica ( centímetro. RESISTENCIA ELÉCTRICA) R de un conductor cilíndrico de longitud unitaria (l = 1 m) y sección transversal unitaria (S = 1 m 2).. r = R S/l. En Si, la unidad de resistividad es Ohm. m. La resistividad también se puede expresar en ohmios. cm. La resistividad es una característica del material a través del cual fluye la corriente y depende del material del que está hecho. Resistividad igual a r = 1 Ohm. m significa que un conductor cilíndrico hecho de este material, de longitud l = 1 my con un área de sección transversal S = 1 m 2 tiene una resistencia R = 1 Ohm. m. El valor de la resistividad de los metales ( centímetro. RIELES), que son buenos conductores ( centímetro. CONDUCTORES), puede tener valores del orden de 10 - 8 – 10 - 6 Ohmios. m (por ejemplo, cobre, plata, hierro, etc.). La resistividad de algunos dieléctricos sólidos ( centímetro. DIELÉCTRICOS) puede alcanzar un valor de 10 16 -10 18 Ohm.m (por ejemplo, vidrio de cuarzo, polietileno, electroporcelana, etc.). El valor de resistividad de muchos materiales (especialmente materiales semiconductores ( centímetro. MATERIALES SEMICONDUCTORES)) depende significativamente del grado de su purificación, de la presencia de aditivos de aleación, de tratamientos térmicos y mecánicos, etc. El valor s, el recíproco de la resistividad, se denomina conductividad específica: s = 1/r La conductividad específica se mide en siemens ( centímetro. SIEMENS (unidad de conductividad)) por metro S/m. La resistividad eléctrica (conductividad) es una cantidad escalar para una sustancia isotrópica; y tensor - para una sustancia anisotrópica. En monocristales anisotrópicos, la anisotropía de la conductividad eléctrica es consecuencia de la anisotropía de la masa efectiva inversa ( centímetro. MASA EFECTIVA) electrones y huecos.

1-6. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DEL AISLAMIENTO

Al encender el aislamiento de un cable o alambre en voltaje constante Por él pasa una corriente i que varía con el tiempo (figura 1-3). Esta corriente tiene componentes constantes: corriente de conducción (i ∞) y corriente de absorción, donde γ es la conductividad correspondiente a la corriente de absorción; T es el tiempo durante el cual la corriente i abs cae a 1/e de su valor original. Durante un tiempo infinitamente largo i abs →0 y i = i ∞. La conductividad eléctrica de los dieléctricos se explica por la presencia en ellos de una cierta cantidad de partículas cargadas libres: iones y electrones.

El rasgo más característico de la mayoría de los materiales aislantes eléctricos es la conductividad eléctrica iónica, que es posible debido a los contaminantes inevitablemente presentes en el aislamiento (impurezas de humedad, sales, álcalis, etc.). En un dieléctrico con conductividad iónica, se observa estrictamente la ley de Faraday: la proporcionalidad entre la cantidad de electricidad que pasa a través del aislamiento y la cantidad de sustancia liberada durante la electrólisis.

A medida que aumenta la temperatura, la resistividad de los materiales aislantes eléctricos disminuye y se caracteriza por la fórmula

donde_ρ o, A y B son constantes para un material dado; T - temperatura, °K.

Una mayor dependencia de la resistencia del aislamiento de la humedad se produce con materiales aislantes higroscópicos, principalmente fibrosos (papel, hilo de algodón, etc.). Por lo tanto, los materiales fibrosos se secan e impregnan, además de protegerse con cubiertas resistentes a la humedad.

La resistencia del aislamiento puede disminuir al aumentar el voltaje debido a la formación de cargas espaciales en los materiales aislantes. La conductividad electrónica adicional creada en este caso conduce a un aumento de la conductividad eléctrica. Existe una dependencia de la conductividad del voltaje en campos muy fuertes (ley de Ya. I. Frenkel):

dónde γ o - conductividad en campos débiles; a es constante. Todos los materiales aislantes eléctricos se caracterizan por ciertos valores de conductividad de aislamiento G. Idealmente, la conductividad de los materiales aislantes es cero. Para materiales aislantes reales, la conductividad por unidad de longitud del cable está determinada por la fórmula

En cables con una resistencia de aislamiento de más de 3-10 11 ohm-my cables de comunicación, donde las pérdidas de polarización dieléctrica son significativamente mayores que las pérdidas térmicas, la conductividad está determinada por la fórmula

La conductividad del aislamiento en la tecnología de las comunicaciones es un parámetro eléctrico de una línea que caracteriza la pérdida de energía en el aislamiento de los núcleos de los cables. La dependencia del valor de la conductividad con la frecuencia se muestra en la Fig. 1-1. El recíproco de la conductividad, la resistencia del aislamiento, es la relación entre el voltaje de CC aplicado al aislamiento (en voltios) y el voltaje de fuga (en amperios), es decir,

donde R V es la resistencia de aislamiento volumétrico, que determina numéricamente el obstáculo creado por el paso de corriente a través del espesor del aislamiento; R S - resistencia superficial, que determina el obstáculo al paso de la corriente a lo largo de la superficie del aislamiento.

Una evaluación práctica de la calidad de los materiales aislantes utilizados es la resistencia volumétrica específica ρ V expresada en ohmios-centímetros (ohm*cm). Numéricamente, ρ V es igual a la resistencia (en ohmios) de un cubo con una arista de 1 cm hecho de un material determinado, si la corriente pasa por dos caras opuestas del cubo. La resistencia superficial específica ρ S es numéricamente igual a la resistencia superficial de un cuadrado (en ohmios) si se suministra corriente a los electrodos que delimitan dos lados opuestos de este cuadrado.

La resistencia de aislamiento de un cable o alambre unipolar está determinada por la fórmula

Propiedades de humedad de los dieléctricos.

Resistencia a la humedad –ésta es la fiabilidad del aislamiento cuando se encuentra en una atmósfera de vapor de agua cercana a la saturación. La resistencia a la humedad se evalúa mediante cambios en las propiedades eléctricas, mecánicas y otras propiedades físicas después de que el material se encuentra en una atmósfera con humedad alta y alta; sobre la humedad y la permeabilidad al agua; sobre la humedad y la absorción de agua.

Permeabilidad a la humedad – la capacidad de un material para transmitir vapor de humedad en presencia de una diferencia en la humedad relativa del aire en ambos lados del material.

Absorción de humedad – la capacidad de un material para absorber agua cuando se expone durante mucho tiempo en una atmósfera húmeda cercana a un estado de saturación.

Absorción de agua – la capacidad de un material para absorber agua cuando se sumerge en agua durante mucho tiempo.

Resistencia tropical y tropicalización. equipo – protección de equipos eléctricos contra la humedad, moho, roedores.

Propiedades térmicas de los dieléctricos.

Para caracterizar las propiedades térmicas de los dieléctricos, se utilizan las siguientes cantidades.

Resistencia al calor– la capacidad de los materiales y productos aislantes eléctricos para soportar altas temperaturas y cambios bruscos de temperatura sin dañarlos. Determinado por la temperatura a la que se observa un cambio significativo en las propiedades mecánicas y eléctricas, por ejemplo, en los dieléctricos orgánicos comienza la deformación por tracción o flexión bajo carga.

Conductividad térmica– el proceso de transferencia de calor en un material. Se caracteriza por un coeficiente de conductividad térmica determinado experimentalmente λ t. λ t es la cantidad de calor transferido en un segundo a través de una capa de material de 1 m de espesor y una superficie de 1 m 2 con una diferencia de temperatura entre las superficies de la capa de 1°K. El coeficiente de conductividad térmica de los dieléctricos varía en un amplio rango. Los valores más bajos de λ t los tienen gases, dieléctricos porosos y líquidos (para aire λ t = 0,025 W/(m K), para agua λ t = 0,58 W/(m K)), valores altos tienen dieléctricos cristalinos (para cuarzo cristalino λ t = 12,5 W/(m K)). El coeficiente de conductividad térmica de los dieléctricos depende de su estructura (para cuarzo fundido λ t = 1,25 W/(m K)) y de la temperatura.

Expansión térmica Los dieléctricos se evalúan mediante el coeficiente de temperatura de expansión lineal: . Los materiales con baja expansión térmica suelen tener una mayor resistencia al calor y viceversa. La expansión térmica de los dieléctricos orgánicos supera significativamente (decenas y cientos de veces) la expansión de los dieléctricos inorgánicos. Por lo tanto, la estabilidad dimensional de las piezas fabricadas con dieléctricos inorgánicos durante las fluctuaciones de temperatura es significativamente mayor en comparación con las orgánicas.

1. Corrientes de absorción

Las corrientes de absorción son corrientes de desplazamiento de varios tipos de polarización lenta. Las corrientes de absorción a un voltaje constante fluyen en el dieléctrico hasta que se establece un estado de equilibrio, cambiando su dirección cuando se enciende y apaga el voltaje. Con tensión alterna, las corrientes de absorción fluyen durante todo el tiempo que el dieléctrico está en el campo eléctrico.

En general corriente eléctrica j en un dieléctrico es la suma de la corriente pasante j sk y corriente de absorción j ab

j = j + j ab.

La corriente de absorción se puede determinar a través de la corriente de polarización. j cm - tasa de cambio del vector de inducción eléctrica D

La corriente de paso está determinada por la transferencia (movimiento) de varios portadores de carga en el campo eléctrico.

2. Electrónico La conductividad eléctrica se caracteriza por el movimiento de electrones bajo la influencia de un campo. Además de los metales, está presente en el carbono, los óxidos metálicos, los sulfuros y otras sustancias, así como en muchos semiconductores.

3. iónico – causado por el movimiento de iones. Se observa en soluciones y electrolitos fundidos: sales, ácidos, álcalis y también en muchos dieléctricos. Se divide en conductividad intrínseca y de impurezas. La conductividad intrínseca se debe al movimiento de los iones obtenidos durante la disociación. moléculas. El movimiento de iones en un campo eléctrico va acompañado de electrólisis. – transferencia de una sustancia entre electrodos y su liberación sobre los electrodos. Los líquidos polares están más disociados y tienen mayor conductividad eléctrica que los líquidos no polares.

En los dieléctricos líquidos no polares y débilmente polares (aceites minerales, líquidos de silicona), la conductividad eléctrica está determinada por las impurezas.

4. Conductividad eléctrica de Molion – causado por el movimiento de partículas cargadas llamadas moliones. Se observa en sistemas coloidales, emulsiones. , suspensiones . El movimiento de moliones bajo la influencia de un campo eléctrico se llama electroforesis. Durante la electroforesis, a diferencia de la electrólisis, no se forman nuevas sustancias; la concentración relativa de la fase dispersa en las diferentes capas del líquido cambia. La conductividad electroforética se observa, por ejemplo, en aceites que contienen agua emulsionada.