Dielektrična konstanta suncokreta. Permitivnost zraka kao fizikalna veličina

• određivanje jakosti električnog polja u vakuumu;
• uključeni u izraze nekih zakona elektromagnetizma, uključujući Coulombov zakon, kada su napisani u obliku koji odgovara Međunarodnom sustavu jedinica.

Preko dielektrične konstante ostvaruje se veza između relativne i apsolutne permitivnosti. Također je uključeno u zapis Coulombovog zakona:

vidi također

Bilješke

Književnost

Linkovi

Zaklada Wikimedia. 2010. godine.

Pogledajte što je "dielektrična konstanta" u drugim rječnicima:

dielektrična konstanta- dielektrična konstanta - [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. English Russian Dictionary of Electrical Engineering and Power Industry, Moskva, 1999] Teme elektrotehnike, osnovni pojmovi Sinonimi dielektrična konstanta ... ...

- (oznaka e0), fizikalna veličina koja označava omjer sile koja djeluje između električnih naboja u vakuumu i veličine tih naboja i udaljenosti između njih. U početku se ovaj indikator zvao DIELECTRIC ... ... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik

dielektrična konstanta- apsolutna permitivnost (za izotropnu tvar); industrija dielektrična konstanta Skalarna vrijednost koja karakterizira električna svojstva dielektrika i jednaka je omjeru električnog pomaka u njemu i čvrstoće ... ...

dielektrična konstanta- dielektrinė skvarba statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. dielektrična konstanta; permitivnost vok. dielektrische Leitfähigkeit, f; Dielektrizitätskonstante, f; Permittivität, f rus. dielektrična konstanta, f; permitivnost … Fizikos terminų žodynas

Zastarjeli naziv za permitivnost (vidi Dielektrična konstanta) ... Velika sovjetska enciklopedija

Dielektrična konstanta ε za neke tekućine (na 20°C)- Otapalo ε aceton 21,5 benzen 2,23 voda 81,0 ... Kemijska referenca

početna dielektrična konstanta- — [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. English Russian Dictionary of Electrical Engineering and Power Engineering, Moskva, 1999] Teme elektrotehnike, osnovni pojmovi EN početna dielektrična konstanta ... Tehnički prevoditeljski priručnik

relativna dielektrična konstanta- — [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. English Russian Dictionary of Electrical Engineering and Power Engineering, Moskva, 1999] Teme iz elektrotehnike, osnovni koncepti EN relativna permitivnostrelativna dielektrična konstanta ... Tehnički prevoditeljski priručnik

specifična dielektrična konstanta- — [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. English Russian Dictionary of Electrical Engineering and Power Industry, Moskva, 1999] Teme elektrotehnike, osnovni pojmovi EN mogućnost simultane razmjeneSIC ... Tehnički prevoditeljski priručnik

dielektrična konstanta- apsolutna permitivnost; industrija dielektrična permitivnost Skalarna veličina koja karakterizira električna svojstva dielektrika jednaka omjeru veličine električnog pomaka i veličine jakosti električnog polja ... Politehnički terminološki eksplanatorni rječnik

Predavanje #19

1. Priroda električne vodljivosti plinovitih, tekućih i čvrstih dielektrika

Dielektrična konstanta

Relativna permitivnost, odn permitivnost ε jedan je od najvažnijih makroskopskih električnih parametara dielektrika. Dielektrična konstantaε kvantitativno karakterizira sposobnost dielektrika da se polarizira u električnom polju, a također procjenjuje stupanj njegove polarnosti; ε je konstanta dielektričnog materijala pri danoj temperaturi i frekvenciji električnog napona i pokazuje koliko je puta naboj kondenzatora s dielektrikom veći od naboja kondenzatora iste veličine s vakuumom.

Dielektrična konstanta određuje vrijednost električnog kapaciteta proizvoda (kondenzatora, izolacije kabela itd.). Za kapacitet ravnog kondenzatora IZ, F, izražava se formulom (1)

gdje je S površina mjerne elektrode, m 2; h je debljina dielektrika, m. Iz formule (1) se vidi da što je veća vrijednost ε korišteni dielektrik, veći je kapacitet kondenzatora istih dimenzija. Zauzvrat, električni kapacitet C je koeficijent proporcionalnosti između površinskog naboja QK, akumulirani kondenzator i električni napon doveden na njega

predenje U(2):

Iz formule (2) proizlazi da električni naboj QK, akumulirana od strane kondenzatora proporcionalna je vrijednosti ε dielektrik. znajući QK igeometrijske dimenzije kondenzatora, možete odrediti ε dielektrični materijal za određeni napon.

Razmotrite mehanizam stvaranja naboja QK na elektrodama kondenzatora s dielektrikom i koje komponente čine taj naboj. Da bismo to učinili, uzmemo dva ravna kondenzatora istih geometrijskih dimenzija: jedan s vakuumom, drugi s međuelektrodnim prostorom ispunjenim dielektrikom i na njih primijenimo isti napon. U(Sl. 1). Na elektrodama prvog kondenzatora nastaje naboj Q0, na elektrodama drugog - QK. Zauzvrat, naplatiti QK je zbroj troškova Q0 i Q(3):

Naplatiti Q 0 nastaje vanjskim poljem E0 nakupljanjem vanjskih naboja na elektrodama kondenzatora površinske gustoće σ 0 . Q- ovo je dodatni naboj na elektrodama kondenzatora, stvoren izvorom električnog napona za kompenzaciju vezanih naboja formiranih na površini dielektrika.

U jednoliko polariziranom dielektriku naboj Q odgovara površinskoj gustoći vezanih naboja σ. Naboj σ tvori polje E sz, usmjereno suprotno od polja E O.

Permitivnost razmatranog dielektrika može se predstaviti kao omjer naboja QK kondenzator ispunjen dielektrikom za punjenje Q0 isti kondenzator s vakuumom (3):

Iz formule (3) proizlazi da permitivnost ε - vrijednost je bezdimenzionalna, a za svaki dielektrik veća je od jedinice; u slučaju vakuuma ε = 1. Iz razmatranog primjera također

vidi se da je gustoća naboja na elektrodama kondenzatora s dielektrikom u ε puta veća od gustoće naboja na elektrodama kondenzatora s vakuumom, a intenzitet pri istom naponu za oba

njihovi kondenzatori su isti i ovise samo o veličini napona U i razmak između elektroda (E = U/h).

Osim relativne permitivnosti ε razlikovati apsolutna permitivnost ε a, f/m, (4)

koji nema fizičko značenje i koristi se u elektrotehnici.

Relativna promjena permitivnosti εr s porastom temperature za 1 K naziva se temperaturni koeficijent permitivnosti.

TKε = 1/ εr d εr/dT K-1 Za zrak na 20°C TK εr = -2,10-6K-

Električno starenje u feroelektricima izražava se kao smanjenje εr s vremenom. Razlog je preslagivanje domena.

Posebno nagla promjena dielektrična konstanta tijekom vremena promatra se na temperaturama blizu Curiejeve točke. Zagrijavanje feroelektrika na temperaturu iznad Curiejeve točke i kasnije hlađenje vraća εr na prethodnu vrijednost. Ista obnova dielektrične permitivnosti može se izvesti izlaganjem feroelektrika električnom polju povećanog intenziteta.

Za složene dielektrike - mehaničku smjesu dviju komponenti s različitim εr u prvoj aproksimaciji: εrx = θ1 εr1x θ εr2x, gdje je θ volumetrijska koncentracija komponenata smjese, εr relativna permitivnost komponente smjese.

Dielektričnu polarizaciju mogu uzrokovati: mehanička opterećenja (piezopolarizacija u piezoelektricima); zagrijavanje (piropolarizacija u piroelektricima); svjetlost (fotopolarizacija).

Polarizirano stanje dielektrika u električnom polju E karakterizira električni moment po jedinici volumena, polarizacija R, C/m2, koja je povezana s njegovom relativnom permitivnošću npr.: R = e0 (npr. - 1)E, gdje je e0 = 8,85∙10-12 F / m. Umnožak e0∙eg =e, F/m, naziva se apsolutna permitivnost. U plinovitim dielektricima, npr. malo se razlikuje od 1,0, u nepolarnim tekućinama i čvrstim tvarima doseže 1,5 - 3,0, u polarnim ima velike vrijednosti; u ionskim kristalima npr. - 5-MO, a u onima s kristalnom rešetkom perovskita doseže 200; u feroelektricima npr. - 103 i više.

U nepolarnim dielektricima, npr. lagano opada s porastom temperature, u polarnim su promjene povezane s prevlašću jedne ili druge vrste polarizacije, u ionskim kristalima raste, u nekim feroelektricima na Curievoj temperaturi doseže 104 i više. Promjene temperature karakteriziraju npr. temperaturni koeficijent. Za polarne dielektrike karakteristično je smanjenje npr. u frekvencijskom području, gdje je vrijeme t za polarizaciju razmjerno s T/2.

Slične informacije.

Električna propusnost

Električna permitivnost je vrijednost koja karakterizira kapacitivnost dielektrika smještenog između ploča kondenzatora. Kao što znate, kapacitet ravnog kondenzatora ovisi o veličini površine ploča (što je veća površina ploča, veći je kapacitet), udaljenosti između ploča ili debljini dielektrika. (što je dielektrik deblji, to je manji kapacitet), kao i na materijal dielektrika, čija je karakteristika električna propusnost.

Numerički, električna propusnost jednaka je omjeru kapaciteta kondenzatora prema bilo kojem dielektriku istog zračnog kondenzatora. Za stvaranje kompaktnih kondenzatora potrebno je koristiti dielektrike s visokom električnom propusnošću. Električna permitivnost većine dielektrika je nekoliko jedinica.

U tehnici su dobiveni dielektrici visoke i ultravisoke električne propusnosti. Njihov glavni dio je rutil (titanov dioksid).

Slika 1. Električna propusnost medija

Kut dielektričnih gubitaka

U članku "Dielektrici" analizirali smo primjere uključivanja dielektrika u krugove istosmjerne i izmjenične struje. Pokazalo se da pravi dielektrik, kada radi u električnom polju koje tvori izmjenični napon, oslobađa toplinsku energiju. Apsorbirana snaga u ovom slučaju naziva se dielektrični gubici. U članku "Krug izmjenične struje koji sadrži kapacitet" bit će dokazano da u idealnom dielektriku kapacitivna struja vodi napon za kut manji od 90 °. U pravom dielektriku kapacitivna struja vodi napon za kut manji od 90°. Na smanjenje kuta utječe struja curenja, koja se inače naziva struja provođenja.

Razlika između 90° i kuta pomaka između napona i struje koja teče u krugu s pravim dielektrikom naziva se kut dielektričnih gubitaka ili kut gubitaka i označava se δ (delta). Češće se ne određuje sam kut, već tangenta ovog kuta -tg δ.

Utvrđeno je da su dielektrični gubici proporcionalni kvadratu napona, frekvenciji izmjenične struje, kapacitetu kondenzatora i tangensu dielektričnih gubitaka.

Stoga, što je veći tangens dielektričnog gubitka, tan δ, što je veći gubitak energije u dielektriku, to je lošiji dielektrični materijal. Materijali s relativno velikim tg δ (reda 0,08 - 0,1 ili više) su loši izolatori. Materijali s relativno malim tg δ (reda 0,0001) su dobri izolatori.

Kapacitet kondenzatora ovisi, kao što iskustvo pokazuje, ne samo o veličini, obliku i relativnom položaju njegovih sastavnih vodiča, već i o svojstvima dielektrika koji ispunjava prostor između tih vodiča. Utjecaj dielektrika može se utvrditi pomoću sljedećeg pokusa. Punimo ravni kondenzator i bilježimo očitanja elektrometra koji mjeri napon na kondenzatoru. Premjestimo zatim nenabijenu ebonitnu ploču u kondenzator (slika 63). Vidjet ćemo da će se razlika potencijala između ploča osjetno smanjiti. Ako uklonite ebonit, očitanja elektrometra postaju ista. To pokazuje da kada se zrak zamijeni ebonitom, kapacitet kondenzatora se povećava. Uzimajući neki drugi dielektrik umjesto ebonita, dobit ćemo sličan rezultat, ali će samo promjena kapaciteta kondenzatora biti drugačija. Ako je - kapacitet kondenzatora, između ploča kojega postoji vakuum, i - kapacitet istog kondenzatora, kada je cijeli prostor između ploča ispunjen, bez zračnih raspora, nekom vrstom dielektrika, tada je kapacitet bit će puta veći od kapacitivnosti, gdje ovisi samo o prirodi dielektrika. Dakle, može se pisati

Riža. 63. Kapacitet kondenzatora se povećava kada se između njegovih ploča ugura ebonitna ploča. Listovi elektrometra otpadaju, iako naboj ostaje isti

Vrijednost se naziva relativna dielektrična konstanta ili jednostavno dielektrična konstanta medija koji ispunjava prostor između ploča kondenzatora. U tablici. 1 prikazuje vrijednosti permitivnosti nekih tvari.

Tablica 1. Dielektrična konstanta nekih tvari

Supstanca
Voda (čista)
Keramika (radiotehnika)

Gore navedeno ne vrijedi samo za ravni kondenzator, već i za kondenzator bilo kojeg oblika: zamjenom zraka nekom vrstom dielektrika povećavamo kapacitet kondenzatora za faktor 1.

Strogo govoreći, kapacitet kondenzatora povećava se za faktor samo ako sve linije polja koje idu od jedne ploče do druge prolaze kroz dati dielektrik. To će biti, na primjer, kondenzator koji je potpuno uronjen u neku vrstu tekućeg dielektrika, uliven u veliku posudu. Međutim, ako je razmak između ploča mali u usporedbi s njihovim dimenzijama, tada se može smatrati da je dovoljno ispuniti samo prostor između ploča, jer je tu praktički koncentrirano električno polje kondenzatora. Dakle, za ravni kondenzator dovoljno je ispuniti dielektrikom samo prostor između ploča.

Postavljanjem tvari s visokom dielektričnom konstantom između ploča, kapacitet kondenzatora može se znatno povećati. To se koristi u praksi, a kao dielektrik za kondenzator obično se ne bira zrak, već staklo, parafin, liskun i druge tvari. Na sl. 64 prikazuje tehnički kondenzator, u kojemu kao dielektrik služi papirna traka impregnirana parafinom. Njegove obloge su čelični limovi pritisnuti s obje strane na voštani papir. Kapacitet takvih kondenzatora često doseže nekoliko mikrofarada. Tako, na primjer, amaterski radio kondenzator veličine kutije šibica ima kapacitet od 2 mikrofarada.

Riža. 64. Tehnički plosnati kondenzator: a) sastavljen; b) u djelomično rastavljenom obliku: 1 i 1 "- okvirne trake, između kojih su položene trake od voštanog tankog papira 2. Sve trake su presavijene zajedno s "harmonikom" i stavljene u metalnu kutiju. Kontakti 3 i 3" su zalemljen na krajeve traka 1 i 1" za uključivanje kondenzatora u krug

Jasno je da su samo dielektrici s vrlo dobrim izolacijskim svojstvima prikladni za proizvodnju kondenzatora. Inače će naboji teći kroz dielektrik. Stoga voda, usprkos visokoj dielektričnoj konstanti, nije nimalo prikladna za izradu kondenzatora, jer je samo izuzetno pažljivo pročišćena voda dovoljno dobar dielektrik.

Ako je prostor između ploča ravnog kondenzatora ispunjen medijem dielektrične konstante, tada formula (34.1) za ravni kondenzator ima oblik

Činjenica da kapacitet kondenzatora ovisi o okolini pokazuje da se električno polje unutar dielektrika mijenja. Vidjeli smo da kada se kondenzator napuni dielektrikom s permitivnošću, kapacitet se povećava za faktor . To znači da se uz iste naboje na pločama razlika potencijala među njima smanjuje za faktor. Ali razlika potencijala i jakost polja međusobno su povezani relacijom (30.1). Stoga smanjenje razlike potencijala znači da jakost polja u kondenzatoru kada je ispunjen dielektrikom postaje faktorom manja. To je razlog povećanja kapaciteta kondenzatora. puta manje nego u vakuumu. Stoga zaključujemo da Coulombov zakon (10.1) za točkaste naboje smještene u dielektriku ima oblik

dielektriḱ propusnost́ kapacitet okoliš - fizikalna veličina koja karakterizira svojstva izolacijskog (dielektričnog) medija i pokazuje ovisnost električne indukcije o jakosti električnog polja.

Određuje se učinkom polarizacije dielektrika pod djelovanjem električnog polja (i s vrijednošću dielektrične osjetljivosti medija koja karakterizira ovaj učinak).

Postoje relativne i apsolutne permitivnosti.

Relativna permitivnost ε je bezdimenzionalna i pokazuje koliko je puta sila međudjelovanja dva električna naboja u sredstvu manja nego u vakuumu. Ova je vrijednost za zrak i većinu drugih plinova u normalnim uvjetima blizu jedinice (zbog njihove male gustoće). Za većinu krutih ili tekućih dielektrika relativna permitivnost kreće se od 2 do 8 (za statičko polje). Dielektrična konstanta vode u statičkom polju je prilično visoka - oko 80. Njegove vrijednosti su velike za tvari s molekulama koje imaju veliki električni dipolni moment. Relativna permitivnost feroelektrika iznosi desetke i stotine tisuća.

Apsolutna permitivnost u stranoj literaturi označava se slovom ε, u domaćoj se uglavnom koristi kombinacija gdje je električna konstanta. Apsolutna permitivnost koristi se samo u Međunarodnom sustavu jedinica (SI), u kojem se indukcija i jakost električnog polja mjere u različitim jedinicama. U CGS sustavu nema potrebe uvoditi apsolutnu permitivnost. Apsolutna dielektrična konstanta (kao i električna konstanta) ima dimenziju L −3 M −1 T 4 I². U jedinicama Međunarodnog sustava jedinica (SI): =F/m.

Treba napomenuti da permitivnost u velikoj mjeri ovisi o frekvenciji elektromagnetskog polja. Ovo uvijek treba uzeti u obzir, budući da tablice priručnika obično sadrže podatke za statičko polje ili niske frekvencije do nekoliko jedinica kHz bez navođenja ova činjenica. Istodobno, postoje i optičke metode za dobivanje relativne permitivnosti iz indeksa loma pomoću elipsometara i refraktometara. Vrijednost dobivena optičkom metodom (frekvencija 10 14 Hz) bitno će se razlikovati od podataka u tablicama.

Razmotrimo, na primjer, slučaj vode. U slučaju statičkog polja (frekvencija je nula), relativna permitivnost u normalnim uvjetima je približno 80. To je slučaj do infracrvenih frekvencija. Počevši od oko 2 GHz ε r počinje padati. U optičkom rasponu ε r je otprilike 1,8. To je u skladu s činjenicom da je u optičkom rasponu indeks loma vode 1,33. U uskom frekvencijskom rasponu, koji se naziva optički, dielektrična apsorpcija pada na nulu, što zapravo daje osobi mehanizam vida [ izvor nije naveden 1252 dana] u zemljinoj atmosferi zasićenoj vodenom parom. Kako frekvencija dalje raste, svojstva medija se ponovno mijenjaju. Ponašanje relativne permitivnosti vode u frekvencijskom području od 0 do 10 12 (infracrveno) može se očitati na (eng.)

Permitivnost dielektrika je jedan od glavnih parametara u razvoju električnih kondenzatora. Korištenje materijala s visokom dielektričnom konstantom može značajno smanjiti fizičke dimenzije kondenzatora.

Kapacitet kondenzatora se određuje:

gdje ε r je permitivnost tvari između ploča, ε oko- električna konstanta, S- područje ploča kondenzatora, d- razmak između ploča.

Prilikom projektiranja tiskanih pločica uzima se u obzir parametar dielektrične konstante. Vrijednost dielektrične konstante tvari između slojeva u kombinaciji s njegovom debljinom utječe na vrijednost prirodnog statičkog kapaciteta energetskih slojeva, a također značajno utječe na valnu impedanciju vodiča na ploči.

SPECIFIČNI OTPOR je električna, fizikalna veličina jednaka električnom otporu ( cm. ELEKTRIČNI OTPOR) R cilindrični vodič jedinične duljine (l \u003d 1m) i jedinične površine poprečnog presjeka (S \u003d 1 m 2 ).. r \u003d R S / l. U C, jedinica otpora je ohm. m. Otpor se također može izraziti u omima. vidi Otpornost je karakteristika materijala kroz koji teče struja, a ovisi o materijalu od kojeg je napravljen. Otpor jednak r = 1 ohm. m znači da cilindrični vodič izrađen od ovog materijala, duljine l \u003d 1m i površine poprečnog presjeka S \u003d 1 m 2, ima otpor R \u003d 1 Ohm. m. Vrijednost otpornosti metala ( cm. METALI), koji su dobri vodiči ( cm. DIRIGENTI), može imati vrijednosti reda veličine 10 - 8 - 10 - 6 ohma. m (na primjer, bakar, srebro, željezo itd.). Otpornost nekih čvrstih dielektrika ( cm. DIELEKTRIK) može doseći vrijednost od 10 16 -10 18 Ohm.m (na primjer, kvarcno staklo, polietilen, elektroporcelan itd.). Vrijednost otpora mnogih materijala (osobito poluvodičkih materijala ( cm. POLUVODIČKI MATERIJALI)) bitno ovisi o stupnju njihovog pročišćavanja, prisutnosti aditiva za legiranje, toplinske i mehaničke obrade itd. Vrijednost s, recipročna vrijednost otpora, naziva se specifična vodljivost: s = 1/r Specifična vodljivost se mjeri u siemensu ( cm. SIEMENS (jedinica za vodljivost)) po metru S/m. Električni otpor (vodljivost) je skalarna veličina za izotropnu tvar; a tenzor - za anizotropnu tvar. U anizotropnim monokristalima, anizotropija električne vodljivosti je posljedica anizotropije recipročne efektivne mase ( cm. EFEKTIVNA TEŽINA) elektroni i šupljine.

1-6. VODLJIVOST IZOLACIJE

Kada uključite izolaciju kabela ili žice na stalni pritisak Kroz njega prolazi struja i, koja se mijenja u vremenu (sl. 1-3). Ova struja ima konstantne komponente - struju vodljivosti (i ∞) i struju apsorpcije, gdje je γ - vodljivost koja odgovara struji apsorpcije; T je vrijeme tijekom kojeg struja i abs pada na 1/e svoje izvorne vrijednosti. Za beskonačno dugo vrijeme i abs →0 i i = i ∞ . Električna vodljivost dielektrika objašnjava se prisutnošću u njima određene količine slobodnih nabijenih čestica: iona i elektrona.

Najkarakterističnija za većinu elektroizolacijskih materijala je ionska električna vodljivost, koja je moguća zbog onečišćenja koja su neizbježno prisutna u izolaciji (nečistoće vlage, soli, lužine itd.). Za dielektrik s ionskim karakterom električne vodljivosti strogo se poštuje Faradayev zakon - proporcionalnost između količine struje koja prolazi kroz izolaciju i količine tvari koja se oslobađa tijekom elektrolize.

S povećanjem temperature, otpornost električnih izolacijskih materijala opada i karakterizira se formulom

gdje_ρ o, A i B su konstante za dati materijal; T - temperatura, °K.

Velika ovisnost izolacijskog otpora o vlazi postoji kod higroskopnih izolacijskih materijala, uglavnom vlaknastih (papir, pamučna pređa i dr.). Zbog toga se vlaknasti materijali suše i impregniraju, te štite školjkama otpornim na vlagu.

Otpor izolacije može se smanjiti s povećanjem napona zbog stvaranja prostornih naboja u izolacijskim materijalima. Dodatna elektronska vodljivost stvorena u ovom slučaju dovodi do povećanja električne vodljivosti. Postoji ovisnost vodljivosti o naponu u vrlo jakim poljima (Ya. I. Frenkelov zakon):

gdje je γ o - vodljivost u slabim poljima; a je konstanta. Svi električni izolacijski materijali karakterizirani su određenim vrijednostima izolacijske vodljivosti G. U idealnom slučaju, vodljivost izolacijskih materijala je nula. Za prave izolacijske materijale vodljivost po jedinici duljine kabela određena je formulom

U kabelima s izolacijskim otporom većim od 3-10 11 ohm-m i komunikacijskim kabelima, gdje su dielektrični polarizacijski gubici mnogo veći od toplinskih gubitaka, vodljivost se određuje formulom

Izolacijska vodljivost u komunikacijskoj tehnologiji je električni linijski parametar koji karakterizira gubitke energije u izolaciji kabelskih žila. Ovisnost vodljivosti o frekvenciji prikazana je na sl. . 1-1. Recipročna vrijednost vodljivosti - izolacijski otpor je omjer istosmjernog napona primijenjenog na izolaciju (u voltima) i curenja (u amperima), tj.

gdje je R V volumni otpor izolacije, koji numerički određuje prepreku nastalu prolaskom struje u debljini izolacije; R S - površinski otpor, koji određuje prepreku prolazu struje duž površine izolacije.

Praktična ocjena kvalitete upotrijebljenih izolacijskih materijala je specifični volumni otpor ρ V izražen u omo-centimetrima (ohm*cm). Numerički, ρ V je jednak otporu (u ohmima) kocke s rubom od 1 cm iz danog materijala, ako struja prolazi kroz dvije suprotne strane kocke. Specifični površinski otpor ρ S brojčano je jednak površinskom otporu kvadrata (u ohmima) ako se struja dovodi na elektrode koje ograničavaju dvije suprotne strane tog kvadrata.

Otpor izolacije jednožilnog kabela ili žice određuje se formulom

Vlažna svojstva dielektrika

Otpornost na vlagu - ovo je pouzdanost rada izolacije kada je u atmosferi vodene pare blizu zasićenja. Otpornost na vlagu ocjenjuje se promjenom električnih, mehaničkih i drugih fizikalnih svojstava nakon što je materijal u atmosferi s visokom i visokom vlagom; na vlagu i vodopropusnost; u pogledu vlage i upijanja vode.

Propusnost vlage - sposobnost materijala da propušta paru vlage u prisutnosti razlike u relativnoj vlažnosti zraka s obje strane materijala.

Apsorpcija vlage - sposobnost materijala da apsorbira vodu tijekom dugotrajne izloženosti vlažnoj atmosferi blizu zasićenja.

Upijanje vode - sposobnost materijala da upija vodu kada je dulje vrijeme uronjen u vodu.

Tropska otpornost i tropikalizacija oprema – zaštita električne opreme od vlage, plijesni, glodavaca.

Toplinska svojstva dielektrika

Za karakterizaciju toplinskih svojstava dielektrika koriste se sljedeće veličine.

Otpornost na toplinu- sposobnost elektroizolacijskih materijala i proizvoda da podnose izloženost visokim temperaturama i naglim temperaturnim promjenama bez štete po njih. Određeno temperaturom na kojoj se opaža značajna promjena mehaničkih i električnih svojstava, na primjer, u organskim dielektricima, vlačna ili savojna deformacija počinje pod opterećenjem.

Toplinska vodljivost je proces prijenosa topline u materijalu. Karakterizira ga eksperimentalno određeni koeficijent toplinske vodljivosti λ t. λ t je količina topline prenesena u jednoj sekundi kroz sloj materijala debljine 1 m i površine 1 m 2 s temperaturnom razlikom sloja površine od 1 °K. Koeficijent toplinske vodljivosti dielektrika varira u širokom rasponu. Najniže vrijednosti λ t imaju plinovi, porozni dielektrici i tekućine (za zrak λ t = 0,025 W/(m K), za vodu λ t = 0,58 W/(m K)), visoke vrijednosti imaju kristalne dielektrike (za kristalni kvarc λ t \u003d 12,5 W / (m K)). Koeficijent toplinske vodljivosti dielektrika ovisi o njihovoj strukturi (za taljeni kvarc λ t = 1,25 W / (m K)) i temperaturi.

toplinsko širenje dielektrici se procjenjuju temperaturnim koeficijentom linearnog širenja: . Materijali s malim toplinskim rastezanjem imaju veću otpornost na toplinu i obrnuto. Toplinsko rastezanje organskih dielektrika značajno (desetke i stotine puta) premašuje širenje anorganskih dielektrika. Stoga je dimenzijska stabilnost dijelova izrađenih od anorganskih dielektrika s temperaturnim fluktuacijama mnogo veća u usporedbi s organskim.

1. Apsorpcijske struje

Apsorpcijske struje nazivamo strujama pomaka raznih vrsta spore polarizacije. Apsorpcijske struje pri konstantnom naponu teku u dielektriku do uspostavljanja ravnotežnog stanja, mijenjajući svoj smjer uključivanjem i isključivanjem napona. Pri izmjeničnom naponu tijekom cijelog vremena dok je dielektrik u električnom polju teku apsorpcijske struje.

Općenito struja j u dielektriku je zbroj prolazne struje j sc i apsorpcijska struja j ab

j = j sc + j ab.

Apsorpcijska struja može se odrediti iz prednaponske struje j cm je brzina promjene vektora električne indukcije D

Prolazna struja određena je prijenosom (kretanjem) u električnom polju različitih nositelja naboja.

2. Elektronička električnu vodljivost karakterizira kretanje elektrona pod utjecajem polja. Osim u metalima, prisutan je u ugljiku, metalnim oksidima, sulfidima i drugim tvarima, kao iu mnogim poluvodičima.

3. ionski - zbog kretanja iona. Uočava se u otopinama i talinama elektrolita - soli, kiselina, lužina, kao iu mnogim dielektricima. Dijeli se na vlastitu vodljivost i vodljivost nečistoća. Intrinzična vodljivost je posljedica kretanja iona dobivenih tijekom disocijacije molekule. Kretanje iona u električnom polju prati elektroliza - prijenos tvari između elektroda i njezino oslobađanje na elektrodama. Polarne tekućine su u većoj mjeri disocirane i imaju veću električnu vodljivost od nepolarnih.

U nepolarnim i slabo polarnim tekućim dielektricima (mineralna ulja, organosilikonske tekućine) električnu vodljivost određuju nečistoće.

4. Molionska električna vodljivost - uzrokovana kretanjem nabijenih čestica tzv molioni. Promatrajte ga u koloidnim sustavima, emulzijama , suspenzije . Gibanje moliona pod djelovanjem električnog polja naziva se elektroforeza. Tijekom elektroforeze, za razliku od elektrolize, ne nastaju nove tvari, mijenja se relativna koncentracija disperzne faze u različitim slojevima tekućine. Elektroforetska električna vodljivost opažena je, na primjer, u uljima koja sadrže emulgiranu vodu.