สิ่งที่เรียกว่าอิเล็กทริก คุณสมบัติทางไฟฟ้าพื้นฐานของไดอิเล็กทริก

ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกอาจมีการกระจายตัว

อิเล็กทริกจำนวนหนึ่งแสดงคุณสมบัติทางกายภาพที่น่าสนใจ

ลิงค์

• กองทุนเสมือนจริงของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและผลกระทบทางวิทยาศาสตร์-เทคนิค “ฟิสิกส์ประสิทธิผล”

มูลนิธิวิกิมีเดีย

2010.

ดูว่า "ไดอิเล็กทริก" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร: DIELECTRIC สารที่มีความนำไฟฟ้าไม่ดีกระแสไฟฟ้า (ความต้านทานประมาณ 1,010 โอห์ม? ม.) มีไดอิเล็กตริกที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ สนามไฟฟ้าภายนอกทำให้เกิดโพลาไรเซชันของอิเล็กทริก ในความยากลำบากบ้าง......

สารานุกรมสมัยใหม่อิเล็กทริก - DIELECTRIC สารที่นำไฟฟ้าได้ไม่ดี (ความต้านทานจำเพาะประมาณ 1,010 โอห์มเอ็ม) มีไดอิเล็กตริกที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ สนามไฟฟ้าภายนอกทำให้เกิดโพลาไรเซชันของอิเล็กทริก ในความยากลำบากบ้าง......

พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ สารที่นำไฟฟ้าได้ไม่ดี (ความต้านทานไฟฟ้า 108 1,012 โอห์ม? ซม.) มีไดอิเล็กตริกที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ สนามไฟฟ้าภายนอกทำให้เกิดโพลาไรเซชันของไดอิเล็กทริก ในไดอิเล็กทริกที่เป็นของแข็งบางชนิด...... ใหญ่

พจนานุกรมสารานุกรม - (ภาษาอังกฤษ อิเล็กทริก จากภาษากรีก dia ถึง ผ่าน และภาษาอังกฤษ ไฟฟ้า ไฟฟ้า) สารที่นำไฟฟ้าได้ไม่ดี ปัจจุบัน. คำว่า ด. แนะนำโดยฟาราเดย์เพื่อกำหนดว่ากระแสไฟฟ้าทะลุผ่านอะไร สนาม. ดี. ยาฟ. ก๊าซทั้งหมด (ไม่แตกตัวเป็นไอออน) บางส่วน...

สารานุกรมกายภาพไดอิเล็คทริคส์ - ไดอิเล็กตริก สารที่ไม่เป็นตัวนำ หรือฉนวนของร่างกาย นำไฟฟ้าได้ไม่ดีหรือไม่นำไฟฟ้าเลย ร่างกายดังกล่าว เป็นต้น แก้ว ไมกา ซัลเฟอร์ พาราฟิน เอโบไนต์ เครื่องลายคราม ฯลฯ เป็นเวลานานเมื่อศึกษาเรื่องไฟฟ้า... ...

สารานุกรมการแพทย์ที่ยิ่งใหญ่ - (ฉนวน) สารที่ไม่นำกระแสไฟฟ้า ตัวอย่างของไดอิเล็กทริก: ไมกา, อำพัน, ยาง, กำมะถัน, แก้ว, เครื่องลายคราม, น้ำมันประเภทต่างๆ ฯลฯ Samoilov K.I.พจนานุกรมทางทะเล

- ม.ล.: สำนักพิมพ์กองทัพเรือแห่งสหภาพ NKVMF ... พจนานุกรมทางทะเล ชื่อที่ไมเคิล ฟาราเดย์ตั้งให้กับวัตถุที่ไม่นำไฟฟ้าหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือนำไฟฟ้าได้ไม่ดี เช่น อากาศ แก้ว เรซินต่างๆ กำมะถัน ฯลฯ วัสดุดังกล่าวเรียกอีกอย่างว่าฉนวน ก่อนการวิจัยของฟาราเดย์ในช่วงทศวรรษปี 1930... ...

สารานุกรมกายภาพ- สารที่ในทางปฏิบัติไม่นำกระแสไฟฟ้า เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ในสนามไฟฟ้าภายนอก D. มีขั้ว ใช้สำหรับป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้า ในตัวเก็บประจุไฟฟ้า ในควอนตัม... ... สารานุกรมโพลีเทคนิคขนาดใหญ่

สารที่ไม่สามารถนำไฟฟ้าได้ดี คำว่า ด. (จากภาษากรีก diá ถึง และภาษาอังกฤษ electric electric) ได้รับการแนะนำโดย M. Faraday (ดูฟาราเดย์) เพื่อกำหนดสารที่สนามไฟฟ้าทะลุผ่านได้ ในสารใดๆ ก็ตาม...... สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต

สารที่นำไฟฟ้าได้ไม่ดี (ค่าการนำไฟฟ้า 10 8 10 17 โอห์ม 1 ซม. 1) มีไดอิเล็กตริกที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ สนามไฟฟ้าภายนอกทำให้เกิดโพลาไรเซชันของไดอิเล็กทริก ในความยากลำบากบ้าง...... พจนานุกรมสารานุกรม

หนังสือ

• ไดอิเล็กทริกและคลื่น, เอ.อาร์. ฮิปเปล ผู้เขียนเอกสารนำเสนอต่อผู้อ่านซึ่งเป็นนักวิจัยที่มีชื่อเสียงในสาขาไดอิเล็กทริกนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน A. Hippel ปรากฏซ้ำหลายครั้งในวารสารและใน...
• ผลของการแผ่รังสีเลเซอร์ต่อวัสดุโพลีเมอร์ พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์และปัญหาประยุกต์ ใน 2 เล่ม. เล่มที่ 1 วัสดุโพลีเมอร์ รากฐานทางวิทยาศาสตร์ของการกระทำของเลเซอร์บนพอลิเมอร์ไดอิเล็กทริก, B. A. Vinogradov, K. E. Perepelkin, G. P. Meshcheryakova หนังสือที่นำเสนอประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างและความร้อนพื้นฐานและ คุณสมบัติทางแสงวัสดุโพลีเมอร์กลไกการออกฤทธิ์กับพวกมัน รังสีเลเซอร์ในรูปแบบอินฟาเรด มองเห็นได้...

วัสดุอิเล็กทริกในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวนำที่มีศักย์ไฟฟ้าต่างกันจะถูกแยกออกจากกันทางไฟฟ้า และตัวนำที่เป็นของแข็งจะถูกรวมเข้าด้วยกันทางกลไก ใช้สำหรับฉนวนไฟฟ้าของส่วนประกอบอุปกรณ์และสำหรับเก็บพลังงาน สนามไฟฟ้า(คาปาซิเตอร์) สำหรับการผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างตลอดจนเคลือบบนพื้นผิวชิ้นส่วนเพื่อติดกาวชิ้นส่วน

คุณสมบัติเป็นฉนวนของวัสดุ

คุณสมบัติหลักของอิเล็กทริกไม่ใช่การนำกระแสไฟฟ้า ความต้านทานต่อปริมาตรเฉพาะของไดอิเล็กทริกนั้นสูง: จาก 108 ถึง 1,018 โอห์มเนื่องจากแทบไม่มีพาหะประจุไฟฟ้าฟรีในตัว การนำไฟฟ้าบางส่วนเกิดจากสิ่งเจือปนและข้อบกพร่องทางโครงสร้าง

มีสิ่งเจือปนและข้อบกพร่องมากขึ้นอยู่เสมอบนพื้นผิวของร่างกายใด ๆ ดังนั้นสำหรับไดอิเล็กทริกจึงมีการใช้แนวคิดเรื่องการนำไฟฟ้าของพื้นผิวและพารามิเตอร์ความต้านทานพื้นผิว s ซึ่งกำหนดเป็นความต้านทานที่วัดได้ระหว่างตัวนำเชิงเส้นสองตัวที่ยาว 1 ม. แต่ละตัวซึ่งตั้งอยู่ขนานกับ กันที่ระยะ 1 เมตร บนพื้นผิวของอิเล็กทริก ค่าของ s ขึ้นอยู่กับวิธีการได้มา (แปรรูป) พื้นผิวและสภาพของพื้นผิว (ฝุ่น ความชื้น ฯลฯ) อย่างมาก เนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าบนพื้นผิวมักจะสูงกว่าค่าการนำไฟฟ้าเชิงปริมาตรอย่างมาก จึงมีการใช้มาตรการเพื่อลดค่าการนำไฟฟ้าดังกล่าว

อิเล็กทริกเป็นฉนวนเฉพาะกับแรงดันไฟฟ้าตรงเท่านั้น ในสนามไฟฟ้ากระแสสลับ กระแสไฟฟ้าไหลผ่านอิเล็กทริกเนื่องจากโพลาไรเซชัน

โพลาไรเซชันเป็นกระบวนการของการแทนที่ประจุที่ถูกผูกมัดในระยะทางที่จำกัดภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าภายนอก

อิเล็กตรอนของอะตอมถูกเลื่อนไปทางขั้วบวก นิวเคลียสของอะตอม - ไปทางขั้วลบ สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับไอออนในผลึกไอออนิกโดยมีโมเลกุลหรือส่วนของโมเลกุลที่มีการกระจายอนุภาคที่มีประจุไม่สม่ำเสมอในปริมาณที่พวกมันครอบครอง อันเป็นผลมาจากโพลาไรเซชัน สนามภายในของมันเองก่อตัวขึ้นในอิเล็กทริก เวกเตอร์ของมันมีขนาดเล็กกว่าและมีทิศทางตรงกันข้ามกับเวกเตอร์ สนามภายนอก- ความจุไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดที่มีอิเล็กทริกมีค่ามากกว่าระหว่างอิเล็กโทรดเดียวกันที่ไม่มีอิเล็กทริกด้วยปัจจัย โดยที่ ความต่อเนื่องทางอิเล็กทริกสัมพัทธ์ของอิเล็กทริก

ในระหว่างการทำโพลาไรซ์แบบอิเล็กทรอนิกส์ ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าภายนอก เปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมของสสารจะเสียรูป มีลักษณะพิเศษคือใช้เวลาตกตะกอนสั้น (ประมาณ 10-15 วินาที) ดังนั้นจึงไม่มีความเฉื่อยสำหรับความถี่วิทยุ ไม่ขึ้นอยู่กับความถี่ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเล็กน้อย และเกิดขึ้นโดยไม่มีการสูญเสียเลย สารที่มีโพลาไรซ์ทางอิเล็กทรอนิกส์เป็นส่วนใหญ่ (ไดอิเล็กทริกที่มีขั้วอ่อน) มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ: จาก 1.8 ถึง 2.5 โพลาไรเซชันประเภทนี้มีอยู่ในสารทุกชนิด

ไอออนิกโพลาไรเซชันเกิดขึ้นในไอออนิก ของแข็งมีเวลาตกตะกอนประมาณ 10-13 วินาที ดังนั้นในทางปฏิบัติจึงไม่ขึ้นอยู่กับความถี่ของสนามและขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเล็กน้อย ค่าของวัสดุส่วนใหญ่ที่มีโพลาไรซ์ไอออนิกคือตั้งแต่ 5 ถึง 10

DIPOLE (ORIENTATION) POLARIZATION แสดงออกว่าเป็นการวางแนวภายใต้อิทธิพลของสนามโมเลกุลขั้วโลกหรือกลุ่มอะตอม ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของน้ำมีขั้ว ซึ่งมีอะตอมของไฮโดรเจนอยู่ในตำแหน่งที่ไม่สมมาตรสัมพันธ์กับอะตอมของออกซิเจน หรือไวนิลคลอไรด์ (โมโนเมอร์โพลีไวนิลคลอไรด์) H2C-CHCl เพื่อเอาชนะปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลและแรงเสียดทาน พลังงานสนามจะถูกใช้ไปซึ่งจะกลายเป็น พลังงานความร้อนดังนั้นโพลาไรเซชันของไดโพลจึงมีลักษณะไม่ยืดหยุ่นและผ่อนคลาย เนื่องจากขนาดและมวลขนาดใหญ่ของไดโพลที่เกี่ยวข้องกับโพลาไรเซชันของไดโพล ความเฉื่อยของมันจึงมีนัยสำคัญและแสดงออกมาในรูปแบบของการพึ่งพาอย่างมากของค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและการสูญเสียพลังงานต่อความถี่

โพลาไรเซชันของการโยกย้ายเกิดจากการเคลื่อนที่อย่างไม่ยืดหยุ่นของไอออนบริสุทธิ์ที่มีการจับตัวอย่างอ่อนในระยะทางสั้นๆ ในแง่ของผลที่ตามมา (การสูญเสียพลังงาน การพึ่งพาความถี่) โพลาไรเซชันนี้จะคล้ายกับไดโพล

การสูญเสียพลังงานในอิเล็กทริกระหว่างโพลาไรเซชันประเมินโดย LOSS ANGLE TANGENS tg อิเล็กทริกที่มีการสูญเสียในวงจรไฟฟ้าจะแสดงเป็นวงจรสมมูล: ตัวเก็บประจุในอุดมคติและความต้านทานการสูญเสียที่เชื่อมต่อแบบขนานกับมัน มุมนี้เสริมมุมการเลื่อนระหว่างกระแสและแรงดันไฟฟ้าได้สูงสุดถึง 90 องศาในแผนภาพเวกเตอร์ของเครือข่ายแบบสองขั้วดังกล่าว อิเล็กทริกที่ดี (ขั้วอ่อน) มี tg10-3 ซึ่งขึ้นอยู่กับความถี่เล็กน้อย ไดอิเล็กตริกที่ไม่ดีจะมีค่า tg วัดได้ในสิบส่วนของความสามัคคีหรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับความถี่อย่างมาก

ประเภทพิเศษเกิดขึ้นจากโพลาไรเซชันภายใต้อิทธิพลของความเค้นเชิงกล ซึ่งสังเกตได้ใน PIEZOELECTRIICS เช่นเดียวกับโพลาไรเซชันที่เกิดขึ้นเองใน PYROELECTRIICS และ FERROELECTRICs อิเล็กทริกดังกล่าวเรียกว่า ACTIVE และใช้ในอุปกรณ์พิเศษ: ตัวสะท้อนเสียง, ตัวกรอง, เครื่องกำเนิดและหม้อแปลงเพียโซอิเล็กทริก, ตัวแปลงรังสี, ตัวเก็บประจุที่มีความจุเฉพาะขนาดใหญ่ ฯลฯ

ความแข็งแรงทางไฟฟ้า - ความสามารถของอิเล็กทริกในการรักษาความต้านทานสูงในวงจรไฟฟ้าแรงสูง ประมาณโดยความแรงของสนามพังทลาย Epr = Upr/d โดยที่ Upr คือแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการพังทลาย d คือความหนาของอิเล็กทริก ขนาด Epr - V/m. สำหรับไดอิเล็กทริกที่แตกต่างกัน Epr = 10...1000 MV/m และแม้กระทั่งสำหรับวัสดุชนิดเดียว ค่านี้จะแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับความหนา รูปร่างของอิเล็กโทรด อุณหภูมิ และปัจจัยอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง เหตุผลก็คือกระบวนการที่หลากหลายในระหว่างการพังทลาย การพังทลายทางไฟฟ้าเกิดจากการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนในอุโมงค์ไปยังแถบการนำไฟฟ้าจากแถบเวเลนซ์ จากระดับสิ่งเจือปนหรืออิเล็กโทรดโลหะ ตลอดจนการเกิดขึ้นของหิมะถล่มเนื่องจากการกระแทกของไอออนไนซ์ในสนามความเข้มสูง การพังทลายของความร้อนด้วยไฟฟ้าเกิดจากการเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กทริกเพิ่มขึ้นแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกันกระแสรั่วไหลจะเพิ่มขึ้นทำให้อิเล็กทริกร้อนยิ่งขึ้นช่องทางนำจะถูกสร้างขึ้นตามความหนาความต้านทานลดลงอย่างรวดเร็วและการหลอมการระเหยและการทำลายของวัสดุเกิดขึ้นในเขตผลกระทบความร้อน การสลายทางเคมีไฟฟ้าเกิดจากปรากฏการณ์อิเล็กโทรลิซิส การเคลื่อนตัวของไอออน และผลที่ตามมาคือการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของวัสดุ การสลายตัวของไอออนไนซ์เกิดขึ้นเนื่องจากการคายประจุบางส่วนในอากาศที่มีอิเล็กทริกรวมอยู่ด้วย ความแรงทางไฟฟ้าของอากาศต่ำกว่า และความแรงของสนามไฟฟ้าในการรวมเหล่านี้สูงกว่าในอิเล็กทริกที่มีความหนาแน่น การสลายประเภทนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับวัสดุที่มีรูพรุน การพังทลายของพื้นผิว (FLASHUP) ของอิเล็กทริกเกิดขึ้นเนื่องจากกระแสบนพื้นผิวขนาดใหญ่จนไม่อาจยอมรับได้ ด้วยพลังงานที่เพียงพอของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า การพังทลายของพื้นผิวจะเกิดขึ้นผ่านอากาศและกลายเป็นส่วนโค้ง สภาวะที่เอื้อต่อการสลายนี้: รอยแตก สิ่งผิดปกติอื่นๆ และการปนเปื้อนบนพื้นผิวของอิเล็กทริก ความชื้น ฝุ่น ความกดอากาศต่ำ

เพื่อการทำงานที่เชื่อถือได้ของอุปกรณ์ไฟฟ้าใด ๆ แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของฉนวน Uwork จะต้องน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าพัง Ubreak อย่างมาก อัตราส่วน Upr/Urab เรียกว่าปัจจัยด้านความปลอดภัยของความแข็งแรงของฉนวนไฟฟ้า

การบรรยาย 1.3.1. โพลาไรเซชันของไดอิเล็กทริก

วัสดุอิเล็กทริก

ไดอิเล็กทริกเป็นสารที่สามารถโพลาไรซ์และรักษาสนามไฟฟ้าสถิตได้ นี่คือวัสดุไฟฟ้าหลายประเภท: ก๊าซ ของเหลวและของแข็ง ธรรมชาติและสังเคราะห์ อินทรีย์ อนินทรีย์ และออร์กาโนอิเลเมนต์ ตามหน้าที่ที่พวกเขาทำ พวกมันจะถูกแบ่งออกเป็นแบบพาสซีฟและแอคทีฟ อิเล็กทริกแบบพาสซีฟถูกใช้เป็นวัสดุฉนวนไฟฟ้า ในไดอิเล็กทริกแบบแอคทีฟ (เฟอร์โรอิเล็กทริก เพียโซอิเล็กทริก ฯลฯ) คุณสมบัติทางไฟฟ้าขึ้นอยู่กับสัญญาณควบคุมที่สามารถเปลี่ยนลักษณะของอุปกรณ์และเครื่องมือไฟฟ้าได้

ขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางไฟฟ้าของโมเลกุลจะแยกแยะไดอิเล็กทริกแบบไม่มีขั้วและแบบขั้วได้ ไดอิเล็กทริกไม่มีขั้วประกอบด้วยโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว (สมมาตร) ซึ่งมีศูนย์กลางของประจุบวกและลบตรงกัน ไดอิเล็กทริกแบบมีขั้วประกอบด้วยโมเลกุลไม่สมมาตร (ไดโพล) โมเลกุลไดโพลมีลักษณะเป็นโมเมนต์ไดโพล - p

ในระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทริกจะร้อนขึ้นเนื่องจากเป็นส่วนหนึ่ง พลังงานไฟฟ้ามันสลายไปในรูปของความร้อน การสูญเสียอิเล็กทริกขึ้นอยู่กับความถี่ของกระแสอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอิเล็กทริกแบบมีขั้ว ดังนั้นจึงมีความถี่ต่ำ อิเล็กทริกที่ไม่มีขั้วถูกใช้เป็นอิเล็กทริกความถี่สูง

คุณสมบัติทางไฟฟ้าหลักของไดอิเล็กทริกและคุณลักษณะแสดงไว้ในตาราง 1 3.

ตารางที่ 3 - คุณสมบัติทางไฟฟ้าของไดอิเล็กทริกและลักษณะเฉพาะ

โพลาไรเซชันคือการกระจัดที่จำกัดของประจุที่ถูกผูกไว้หรือการวางแนวของโมเลกุลไดโพลในสนามไฟฟ้า ภายใต้อิทธิพลของเส้นสนามไฟฟ้า ประจุของอิเล็กทริกจะถูกแทนที่ด้วยแรงกระทำ ขึ้นอยู่กับขนาดของความเข้ม ในกรณีที่ไม่มีสนามไฟฟ้า ประจุจะกลับสู่สถานะก่อนหน้า

โพลาไรเซชันมีสองประเภท: โพลาไรเซชันทันที ยืดหยุ่นได้อย่างสมบูรณ์ โดยไม่มีการปล่อยพลังงานกระเจิง กล่าวคือ ไม่มีการสร้างความร้อนเป็นเวลา 10 -15 – 10 -13 วินาที โพลาไรซ์ไม่ได้เกิดขึ้นทันที แต่เพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างช้าๆ และมาพร้อมกับการกระจายพลังงานในอิเล็กทริกเช่น มันถูกให้ความร้อนโดยโพลาไรเซชันแบบผ่อนคลายเป็นระยะเวลา 10 -8 ถึง 10 2 วินาที

ประเภทแรกประกอบด้วยโพลาไรเซชันแบบอิเล็กทรอนิกส์และไอออนิก

โพลาไรเซชันแบบอิเล็กทรอนิกส์ (C e, Q e)– การกระจัดแบบยืดหยุ่นและการเสียรูปของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมและไอออนเป็นเวลา 10 -15 วินาที โพลาไรเซชันดังกล่าวสังเกตได้จากไดอิเล็กทริกทุกประเภทและไม่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียพลังงานและค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของสารจะเป็นตัวเลขเท่ากับกำลังสองของดัชนีการหักเหของแสง n 2

โพลาไรซ์ไอออนิก (C และ, Q และ)เป็นลักษณะของของแข็งที่มีโครงสร้างไอออนิก และเกิดจากการกระจัด (การสั่น) ของไอออนที่จับกันอย่างยืดหยุ่นที่โหนดของผลึกขัดแตะเป็นเวลา 10 -13 วินาที เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น การกระจัดจะเพิ่มขึ้นและเป็นผลมาจากแรงยืดหยุ่นระหว่างไอออนอ่อนลงและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของไดอิเล็กตริกไอออนิกกลายเป็นบวก

ประเภทที่สองประกอบด้วยโพลาไรเซชันแบบผ่อนคลายทั้งหมด

โพลาไรเซชันแบบไดโพล-ผ่อนคลาย (C dr, r dr, Q dr)สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ทางความร้อนของไดโพลที่ การเชื่อมต่อขั้วโลกระหว่างโมเลกุล การหมุนไดโพลไปในทิศทางของสนามไฟฟ้าต้องเอาชนะความต้านทานและปล่อยพลังงานในรูปของความร้อน (r dr) เวลาผ่อนคลายที่นี่คือลำดับ 10 -8 - 10 -6 วินาที - นี่คือช่วงเวลาที่การเรียงลำดับไดโพลที่มุ่งเน้นโดยสนามไฟฟ้าหลังจากถอดสนามออกจะลดลงเนื่องจากการมีอยู่ของการเคลื่อนที่ของความร้อน 2.7 เท่าจากค่าเริ่มต้น

โพลาไรเซชันของไอออนผ่อนคลาย (C ir, r ir, Q ir)สังเกตได้ในแก้วอนินทรีย์และในสารบางชนิดที่มีการรวมตัวกันของไอออนหลวมๆ ไอออนของสารที่ถูกยึดอย่างหลวม ๆ ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าภายนอกท่ามกลางการเคลื่อนที่ของความร้อนที่วุ่นวายจะได้รับไฟกระชากส่วนเกินในทิศทางของสนามและถูกแทนที่ตาม สายไฟของเขา. หลังจากเอาสนามไฟฟ้าออกแล้ว การวางแนวของไอออนจะอ่อนลงแบบทวีคูณ เวลาผ่อนคลาย พลังงานกระตุ้น และความถี่ แรงสั่นสะเทือนตามธรรมชาติเกิดขึ้นภายใน 10 -6 – 10 -4 วินาที และผูกพันตามกฎหมาย

โดยที่ f คือความถี่ของการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของอนุภาค v - พลังงานกระตุ้น; k – ค่าคงที่ Boltzmann (8.63 10 -5 EV/deg); T – อุณหภูมิสัมบูรณ์ตาม K0

โพลาไรเซชันการผ่อนคลายแบบอิเล็กทรอนิกส์ (C er, r er, Q er)เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานความร้อนที่ตื่นเต้นของอิเล็กตรอนหรือ "รู" ส่วนเกินที่ชำรุดในเวลา 10 -8 - 10 -6 วินาที เป็นเรื่องปกติสำหรับไดอิเล็กทริกที่มีดัชนีการหักเหของแสงสูง สนามภายในขนาดใหญ่ และค่าการนำไฟฟ้าแบบอิเล็กทรอนิกส์: ไทเทเนียมไดออกไซด์ที่มีสิ่งเจือปน Ca+2, Ba+2 ซึ่งเป็นสารประกอบจำนวนหนึ่งที่ใช้ออกไซด์ของโลหะที่มีเวเลนซ์แปรผัน ได้แก่ ไทเทเนียม ไนโอเบียม บิสมัท ด้วยโพลาไรเซชันนี้ จะมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูงและที่อุณหภูมิติดลบ ค่าสูงสุดในการขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของ e (ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก) e สำหรับเซรามิกที่มีไทเทเนียมจะลดลงตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น

โพลาไรเซชันของโครงสร้างแยกแยะ:

โพลาไรซ์การย้ายถิ่น (C m, r m, Q m)เกิดขึ้นในของแข็งของโครงสร้างที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันโดยมีลักษณะไม่เหมือนกันในระดับมหภาค ชั้น ส่วนต่อประสาน หรือการมีอยู่ของสิ่งเจือปนในช่วงเวลา 10 2 วินาที โพลาไรเซชันนี้ปรากฏที่ความถี่ต่ำและสัมพันธ์กับการกระจายพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ สาเหตุของโพลาไรเซชันดังกล่าวคือการรวมตัวนำและเซมิคอนดักเตอร์ในไดอิเล็กตริกที่ซับซ้อนทางเทคนิคการมีชั้นที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน ฯลฯ ที่รอยต่อระหว่างชั้นในอิเล็กทริกและในชั้นอิเล็กโทรด ประจุของไอออนที่เคลื่อนที่ช้าๆ จะสะสม - นี่คือผลของโพลาไรเซชันไฟฟ้าแรงสูงในชั้นระหว่างชั้นหรือโครงสร้าง สำหรับเฟอร์โรอิเล็กทริกก็มี โพลาไรซ์ที่เกิดขึ้นเองหรือเกิดขึ้นเอง (C sp, r sp, Q sp)เมื่อมีการกระจายพลังงานอย่างมีนัยสำคัญหรือปล่อยความร้อนเนื่องจากโดเมน (บริเวณแยก, เปลือกอิเล็กตรอนที่หมุนอยู่) เคลื่อนตัวในสนามไฟฟ้าเช่น แม้ในกรณีที่ไม่มีสนามไฟฟ้า ก็ยังมีโมเมนต์ไฟฟ้าในสารและที่สนามภายนอกที่แน่นอน ความอิ่มตัวของความแข็งแรงเกิดขึ้นและสังเกตได้ว่ามีโพลาไรเซชันเพิ่มขึ้น

การจำแนกประเภทของไดอิเล็กทริกตามประเภทของโพลาไรเซชัน

กลุ่มแรกคือไดอิเล็กทริกที่มีโพลาไรเซชันแบบอิเล็กทรอนิกส์และไอออนิกทันที โครงสร้างของวัสดุดังกล่าวประกอบด้วยโมเลกุลที่เป็นกลาง อาจมีขั้วอ่อน และเป็นลักษณะของวัสดุผลึกแข็งและอสัณฐาน เช่น พาราฟิน ซัลเฟอร์ โพลีสไตรีน รวมถึงวัสดุของเหลวและก๊าซ เช่น เบนซิน ไฮโดรเจน เป็นต้น

กลุ่มที่สองคือไดอิเล็กทริกที่มีโพลาไรเซชันแบบอิเล็กทรอนิกส์และไดโพล - รีแลกซ์ - เหล่านี้คือของเหลวอินทรีย์มีขั้ว, กึ่งของเหลว, สารที่เป็นของแข็ง เช่น สารประกอบขัดสนน้ำมัน, อีพอกซีเรซิน, เซลลูโลส, คลอรีนไฮโดรคาร์บอน ฯลฯ วัสดุ.

กลุ่มที่สามคือไดอิเล็กทริกอนินทรีย์แข็งซึ่งแบ่งออกเป็นสองกลุ่มย่อยที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่แตกต่างกัน - ก) อิเล็กทริกที่มีโพลาไรซ์แบบอิเล็กทรอนิกส์และไดโพล - รีแลกซ์เช่นควอตซ์, ไมกา, เกลือสินเธาว์, คอรันดัม, รูไทล์; b) อิเล็กทริกที่มีโพลาไรซ์ผ่อนคลายแบบอิเล็กทรอนิกส์และไอออนิก - ได้แก่ แก้ววัสดุที่มีเฟสเป็นแก้ว (เครื่องลายครามมิคาเล็กซ์ ฯลฯ ) และไดอิเล็กทริกแบบผลึกที่มีการอัดไอออนแบบหลวม ๆ

กลุ่มที่สี่คือไดอิเล็กตริกที่มีโพลาไรเซชันเชิงโครงสร้างและอิออนทันทีแบบอิเล็กทรอนิกส์และไอออนิก ซึ่งเป็นลักษณะของวัสดุที่มีตำแหน่ง ซับซ้อน เป็นชั้น และเฟอร์โรอิเล็กทริกจำนวนมาก

จำแนกตามโครงสร้างโมเลกุล

จำแนกตาม องค์ประกอบทางเคมี

จำแนกตามวิธีการผลิต

จำแนกตามสถานะของการรวมกลุ่ม

อิเล็กทริกแบบแอคทีฟและพาสซีฟ

คำจำกัดความของวัสดุอิเล็กทริก

การจำแนกประเภทและพื้นที่การใช้วัสดุอิเล็กทริก

ไดอิเล็กทริกเป็นสารที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าหลักคือความสามารถในการโพลาไรซ์ในสนามไฟฟ้า

วัสดุฉนวนไฟฟ้าเป็นวัสดุอิเล็กทริกที่มีไว้สำหรับสร้างฉนวนไฟฟ้าของชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าของการติดตั้งระบบไฟฟ้า

ฉนวนเป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุฉนวนไฟฟ้าโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อยึดและแยกออกจากตัวนำอื่นที่มีศักยภาพต่างกัน (เช่น ฉนวนของสายไฟเหนือศีรษะ)

ฉนวนไฟฟ้าคือระบบฉนวนไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าเฉพาะที่ทำจากวัสดุฉนวนไฟฟ้าตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไป

ไดอิเล็กทริกที่ใช้เป็นวัสดุฉนวนไฟฟ้าเรียกว่าไดอิเล็กทริกแบบพาสซีฟ ปัจจุบันมีการใช้ไดอิเล็กทริกแบบแอคทีฟที่เรียกว่ากันอย่างแพร่หลายซึ่งพารามิเตอร์สามารถปรับได้โดยการเปลี่ยนความแรงของสนามไฟฟ้าอุณหภูมิความเครียดทางกลและพารามิเตอร์อื่น ๆ ของปัจจัยที่มีผลกระทบ

ตัวอย่างเช่นตัวเก็บประจุซึ่งเป็นวัสดุอิเล็กทริกซึ่งเป็นเพียโซอิเล็กทริกภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้จะเปลี่ยนขนาดเชิงเส้นและกลายเป็นเครื่องกำเนิดการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิก ความจุของตัวเก็บประจุไฟฟ้าที่ทำจากอิเล็กทริกแบบไม่เชิงเส้น - เฟอร์โรอิเล็กทริก - ขึ้นอยู่กับความแรงของสนามไฟฟ้า หากความจุดังกล่าวรวมอยู่ในวงจร LC แบบออสซิลเลชัน ความถี่ในการปรับแต่งก็จะเปลี่ยนไปด้วย

วัสดุอิเล็กทริกจัดอยู่ในประเภท:

ตามสถานะของการรวมกลุ่ม: ก๊าซ ของเหลว และของแข็ง

โดยวิธีการผลิต: เป็นธรรมชาติและสังเคราะห์

โดยองค์ประกอบทางเคมี: อินทรีย์และอนินทรีย์

ตามโครงสร้างของโมเลกุล: เป็นกลางและมีขั้ว

ไดอิเล็กทริกแบบก๊าซ

ไดอิเล็กทริกของก๊าซประกอบด้วย: อากาศ, ไนโตรเจน, ไฮโดรเจน, คาร์บอนไดออกไซด์, ก๊าซ SF6, ฟรีออน (ฟรีออน), อาร์กอน, นีออน, ฮีเลียม ฯลฯ ใช้ในการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า (สวิตช์อากาศและก๊าซ SF6, ตัวดักจับ)

อากาศเป็นวัสดุฉนวนไฟฟ้าที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย อากาศประกอบด้วย: ไอน้ำและก๊าซ: ไนโตรเจน (78%), ออกซิเจน (20.99%), คาร์บอนไดออกไซด์ (0.03%), ไฮโดรเจน (0.01%), อาร์กอน (0.9325%), นีออน (0 .0018%) รวมทั้ง ฮีเลียม คริปทอน และซีนอน ซึ่งรวมกันเป็นหนึ่งหมื่นเปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร

คุณสมบัติที่สำคัญของก๊าซคือความสามารถในการคืนความแข็งแรงทางไฟฟ้า ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ ความต้านทานสูง ไม่มีการแก่ชรา ความเฉื่อยของก๊าซจำนวนหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับวัสดุของแข็งและของเหลว ไม่เป็นพิษ ความสามารถในการทำงานที่อุณหภูมิต่ำและสูง ความดัน และไม่ติดไฟ

ไดอิเล็คทริคเหลว

ไดอิเล็กทริกเหลวได้รับการออกแบบมาเพื่อขจัดความร้อนจากขดลวดและวงจรแม่เหล็กในหม้อแปลง ดับส่วนโค้งในสวิตช์น้ำมัน เสริมฉนวนแข็งในหม้อแปลง บุชชิ่งที่เติมน้ำมัน ตัวเก็บประจุ สายเคเบิลที่ชุบน้ำมันและที่เติมน้ำมัน

ไดอิเล็กตริกเหลวแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

น้ำมันปิโตรเลียม (หม้อแปลงไฟฟ้า ตัวเก็บประจุ สายเคเบิล)

น้ำมันเครื่องสังเคราะห์ (Sovtol, สารประกอบออร์กาโนซิลิคอนเหลว และสารประกอบออร์กาโนฟลูออรีน)

4.1.7 พื้นที่การใช้ไดอิเล็กทริกเป็น ETM

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า:

- ฉนวนเชิงเส้นและสถานีย่อย- เหล่านี้คือพอร์ซเลน แก้ว และยางซิลิโคนในฉนวนเหนือศีรษะของเส้นเหนือศีรษะ พอร์ซเลนในฉนวนรองรับและบุชชิ่ง ไฟเบอร์กลาสเป็นองค์ประกอบรับน้ำหนัก โพลีเอทิลีน กระดาษในบุชชิ่งไฟฟ้าแรงสูง กระดาษ โพลีเมอร์ในสายไฟ

- ฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้า- กระดาษ เกติแนกซ์ ไฟเบอร์กลาส โพลีเมอร์ วัสดุไมกา

- เครื่องจักร อุปกรณ์- กระดาษ กระดาษแข็ง วาร์นิช สารประกอบ โพลีเมอร์

- ตัวเก็บประจุชนิดต่างๆ- ฟิล์มโพลีเมอร์ กระดาษ ออกไซด์ ไนไตรด์

จากมุมมองในทางปฏิบัติ ในแต่ละกรณีของการเลือกวัสดุฉนวนไฟฟ้า ควรวิเคราะห์สภาพการทำงานและควรเลือกวัสดุฉนวนตามชุดข้อกำหนด สำหรับการปฐมนิเทศ แนะนำให้แบ่งวัสดุอิเล็กทริกหลักออกเป็นกลุ่มตามเงื่อนไขการใช้งาน

1. ฉนวนไฟฟ้าทนความร้อนเหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุไมกาเป็นหลักซึ่งบางส่วนสามารถทำงานได้ถึงอุณหภูมิ 700 ° C แก้วและวัสดุที่ใช้วัสดุเหล่านี้ (ผ้าแก้ว, ไมกาแก้ว) การเคลือบออร์กาโนซิลิเกตและเมทัลโลฟอสเฟต วัสดุเซรามิก โดยเฉพาะโบรอนไนไตรด์ ส่วนประกอบออร์กาโนซิลิคอนพร้อมสารยึดเกาะทนความร้อน ในบรรดาโพลีเมอร์ โพลีอิไมด์ และฟลูออโรเรซิ่น มีความต้านทานความร้อนสูง

2. ฉนวนไฟฟ้าทนความชื้นวัสดุเหล่านี้จะต้องไม่ชอบน้ำ (ไม่เปียกด้วยน้ำ) และไม่ดูดความชื้น ตัวแทนที่โดดเด่นของคลาสนี้คือฟลูออโรเรซิ่น โดยหลักการแล้ว การไฮโดรโฟบิเซชันสามารถทำได้โดยการสร้างสารเคลือบป้องกัน

3. ฉนวนกันรังสีประการแรกได้แก่ ฟิล์มอนินทรีย์ เซรามิก ไฟเบอร์กลาส วัสดุไมกา และโพลีเมอร์บางชนิด (โพลิอิไมด์ โพลีเอทิลีน)

4. ฉนวนป้องกันเขตร้อนวัสดุจะต้องเป็นแบบไม่ชอบน้ำจึงจะทำงานในสภาวะที่มีความชื้นและอุณหภูมิสูงได้ นอกจากนี้ยังต้องทนทานต่อเชื้อราอีกด้วย วัสดุที่ดีที่สุด: ฟลูออโรเรซิ่น โพลีเมอร์อื่นๆ บางชนิดที่แย่ที่สุดคือกระดาษ กระดาษแข็ง

5. ฉนวนทนความเย็นข้อกำหนดนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับยางเป็นหลัก เนื่องจาก เมื่ออุณหภูมิลดลง ยางทั้งหมดจะสูญเสียความยืดหยุ่น ยางออร์กาโนซิลิคอนที่มีหมู่ฟีนิลทนต่อความเย็นจัดได้มากที่สุด (สูงถึง -90° C)

6. ฉนวนสำหรับงานในสุญญากาศ (อวกาศ อุปกรณ์สุญญากาศ)สำหรับสภาวะเหล่านี้ จำเป็นต้องใช้วัสดุกันซึม วัสดุเซรามิกที่เตรียมไว้เป็นพิเศษบางชนิดมีความเหมาะสม โพลีเมอร์มีประโยชน์น้อย

กระดาษแข็งไฟฟ้า ใช้เป็นไดอิเล็กทริกสเปเซอร์ แหวนรอง สเปเซอร์ เป็นฉนวนของวงจรแม่เหล็ก ฉนวนร่องของเครื่องจักรหมุน ฯลฯ มักใช้กระดาษแข็งหลังจากการชุบน้ำมันหม้อแปลง ความแข็งแรงทางไฟฟ้าของกระดาษแข็งที่อาบซึมอยู่ที่ 40-50 กิโลโวลต์/มม. เนื่องจากมีความแรงสูงกว่าน้ำมันหม้อแปลง เพื่อเพิ่มความแข็งแรงทางไฟฟ้าของหม้อแปลง จึงมักติดตั้งแผงกั้นพิเศษที่ทำจากกระดาษแข็งในสภาพแวดล้อมของน้ำมัน ฉนวนกันน้ำมันมักจะมีความแข็งแรง E = 300-400 kV/cm. ข้อเสียของกระดาษแข็งคือการดูดความชื้นซึ่งเป็นผลมาจากการซึมผ่านของความชื้นความแข็งแรงทางกลลดลงและความแรงทางไฟฟ้าลดลงอย่างรวดเร็ว (4 เท่าขึ้นไป)

เมื่อเร็ว ๆ นี้การผลิตฉนวนสำหรับสายเหนือศีรษะขึ้นอยู่กับ ยางซิลิโคน- วัสดุนี้เป็นของยางซึ่งคุณสมบัติหลักคือความยืดหยุ่น ทำให้สามารถผลิตได้ไม่เพียงแต่ฉนวนจากยางเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสายเคเบิลที่มีความยืดหยุ่นอีกด้วย นำมาใช้ในด้านพลังงาน ประเภทต่างๆยาง: ยางธรรมชาติ บิวทาไดอีน สไตรีนบิวทาไดอีน เอทิลีนโพรพิลีน และออร์กาโนซิลิคอน

เครื่องลายครามไฟฟ้าเป็นแร่เทียมที่เกิดจากแร่ดินเหนียว เฟลด์สปาร์ และควอตซ์ ซึ่งเป็นผลมาจากการบำบัดความร้อนโดยใช้เทคโนโลยีเซรามิก คุณสมบัติที่มีค่าที่สุดได้แก่ ความต้านทานสูงต่ออิทธิพลของบรรยากาศ อุณหภูมิเชิงบวกและเชิงลบ ผลกระทบของรีเอเจนต์เคมี ความแข็งแรงทางกลและไฟฟ้าสูง และต้นทุนส่วนประกอบสตาร์ทต่ำ สิ่งนี้กำหนดการใช้พอร์ซเลนอย่างแพร่หลายเพื่อผลิตฉนวน

กระจกไฟฟ้าเนื่องจากเป็นวัสดุสำหรับฉนวนจึงมีข้อดีมากกว่าพอร์ซเลน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีฐานวัตถุดิบที่มีเสถียรภาพมากขึ้น เทคโนโลยีที่เรียบง่ายกว่าซึ่งช่วยให้มีระบบอัตโนมัติมากขึ้น และความสามารถในการตรวจสอบฉนวนที่ชำรุดด้วยสายตา

ไมกาเป็นพื้นฐานของผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้ากลุ่มใหญ่ ข้อได้เปรียบหลักของไมก้าคือทนความร้อนได้สูงพร้อมทั้งมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าค่อนข้างสูง ไมกาเป็นแร่ธาตุธรรมชาติที่มีองค์ประกอบที่ซับซ้อน ในงานวิศวกรรมไฟฟ้า มีการใช้ไมกาสองประเภท: มัสโคไวท์ KAl 2 (AlSi 3 O 10)(OH) 2 และ phlogopite KMg 3 (AlSi 3 O 10 (OH) 2) ไมกามีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าสูงเนื่องจากมีสาเหตุมาจากความผิดปกติ โครงสร้าง กล่าวคือ การแบ่งชั้น แผ่นไมกาสามารถแบ่งออกเป็นแผ่นแบนจนถึงขนาดซับไมครอนได้ ความเค้นแตกหักเมื่อแยกชั้นหนึ่งออกจากอีกชั้นหนึ่งจะอยู่ที่ประมาณ 0.1 MPa ในขณะที่เมื่อขยายไปตามชั้นจะมีค่าประมาณ 200-300 MPa ไมกา เราสังเกตค่า tg ต่ำ น้อยกว่า 10 -2 ความต้านทานสูง มากกว่า 10 12 Ohm m ความแข็งแรงทางไฟฟ้าค่อนข้างสูง มากกว่า 100 kV/mm;

ไมกาใช้เป็นฉนวนไฟฟ้าทั้งในรูปแบบของแผ่นบาง ๆ ที่ดึงออกมารวมถึง ติดกาวเข้าด้วยกัน (มิคาไนต์) และในรูปแบบของกระดาษไมการวมถึง ชุบด้วยสารยึดเกาะต่างๆ (พลาสติกไมกาหรือไมกา) กระดาษไมกาผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีที่ใกล้เคียงกับกระดาษธรรมดา ไมกาถูกบด เตรียมเยื่อกระดาษ และรีดแผ่นกระดาษบนเครื่องทำกระดาษ

ชาวมิคาไนต์ มีลักษณะทางกลที่ดีกว่าและทนต่อความชื้น แต่มีราคาแพงกว่าและมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีน้อยกว่า การประยุกต์ใช้: ฉนวนช่องและเปิดของเครื่องใช้ไฟฟ้า

ชาวสลูดินี - วัสดุแผ่นที่ทำจากกระดาษไมก้าจากเมืองมอสโก บางครั้งอาจรวมกับสารตั้งต้นที่ทำจากไฟเบอร์กลาส (กลาส-ลูดิไนต์) หรือฟิล์มโพลีเมอร์ (ฟิล์ม-มูดิไนต์) กระดาษที่เคลือบด้วยสารเคลือบเงาหรือสารยึดเกาะอื่นๆ มีลักษณะทางกลและทางไฟฟ้าได้ดีกว่ากระดาษที่ไม่เคลือบ แต่โดยทั่วไปแล้วความต้านทานความร้อนจะต่ำกว่า เนื่องจาก ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของสารยึดเกาะที่ทำให้ชุ่ม

ไมก้าพลาสติก - วัสดุแผ่นที่ทำจากกระดาษไมกาที่มีสารฟโลโกไพต์และชุบด้วยสารยึดเกาะ เช่นเดียวกับไมกา พวกมันยังถูกรวมเข้ากับวัสดุอื่นอีกด้วย เมื่อเปรียบเทียบกับไมกา พวกมันมีลักษณะทางไฟฟ้าฟิสิกส์ที่แย่กว่าเล็กน้อย แต่มีราคาถูกกว่า การใช้พลาสติกไมกาและไมก้าเป็นฉนวนของเครื่องจักรไฟฟ้า ฉนวนทนความร้อนของอุปกรณ์ไฟฟ้า

อากาศเป็นก๊าซที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในภาคพลังงาน เนื่องจากต้นทุนต่ำและความพร้อมโดยทั่วไปของอากาศ ความง่ายในการสร้าง การบำรุงรักษา และการซ่อมแซมระบบฉนวนไฟฟ้าของอากาศ และความเป็นไปได้ของการตรวจสอบด้วยสายตา วัตถุที่ใช้อากาศเป็นฉนวนไฟฟ้า เช่น สายไฟ สวิตช์เกียร์แบบเปิด เบรกเกอร์วงจรลม ฯลฯ

ก๊าซอิเลคโตรเนกาติตีที่มีความแรงทางไฟฟ้าสูงที่นิยมใช้กันมากที่สุดได้แก่ แก๊ส SF6- ได้ชื่อมาจากตัวย่อว่า "แก๊สไฟฟ้า" คุณสมบัติเฉพาะของก๊าซ SF6 ถูกค้นพบในรัสเซีย และเริ่มมีการใช้งานในรัสเซียด้วย ในยุค 30 นักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง B.M. Gokhberg ศึกษาคุณสมบัติทางไฟฟ้าของก๊าซจำนวนหนึ่งและดึงความสนใจไปที่คุณสมบัติบางอย่างของซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ SF6 ความแรงทางไฟฟ้าที่ความดันบรรยากาศและช่องว่าง 1 ซม. คือ E = 89 kV/cm น้ำหนักโมเลกุลคือ 146 โดดเด่นด้วยค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่สูงมากและมีความหนาแน่นสูง นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับ โรงไฟฟ้าซึ่งส่วนใดส่วนหนึ่งของเครื่องจะเย็นลงเพราะว่า ด้วยค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนขนาดใหญ่ กระแสการพาความร้อนจะเกิดขึ้นได้ง่าย และพาความร้อนออกไป ออกจากความร้อน คุณสมบัติทางกายภาพ: จุดหลอมเหลว = -50 ° C ที่ 2 atm จุดเดือด (ระเหิด) = -63 ° C ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิต่ำ

จากผู้อื่น คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์เราสังเกตสิ่งต่อไปนี้: ความเฉื่อยของสารเคมี, ไม่เป็นพิษ, ไม่ติดไฟ, ทนความร้อน (สูงถึง 800 ° C), ความปลอดภัยจากการระเบิด, การสลายตัวที่อ่อนแอในการปล่อย, อุณหภูมิการทำให้เป็นของเหลวต่ำ ในกรณีที่ไม่มีสิ่งเจือปน ก๊าซ SF6 จึงไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์โดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของก๊าซ SF6 ซึ่งเป็นผลมาจากการปล่อย (เช่น ในช่องว่างประกายไฟหรือสวิตช์) เป็นพิษและมีฤทธิ์ทางเคมี คุณสมบัติที่ซับซ้อนของก๊าซ SF6 ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการใช้ฉนวน SF6 อย่างแพร่หลาย ในอุปกรณ์ต่างๆ ก๊าซ SF6 มักจะถูกใช้ภายใต้ความกดดันของบรรยากาศหลายแห่งเพื่อให้โรงไฟฟ้ามีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นเพราะว่า ความแรงทางไฟฟ้าเพิ่มขึ้นตามแรงดันที่เพิ่มขึ้น อุปกรณ์ไฟฟ้าจำนวนหนึ่งถูกสร้างขึ้นและใช้งานบนพื้นฐานของฉนวน SF6 รวมถึงสายเคเบิล ตัวเก็บประจุ สวิตช์ และสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัด (สวิตช์เกียร์แบบปิด)

อิเล็กทริกของเหลวที่พบมากที่สุดในภาคพลังงานคือน้ำมันหม้อแปลง

น้ำมันหม้อแปลง- เศษส่วนของน้ำมันบริสุทธิ์ที่ได้รับระหว่างการกลั่นเดือดที่อุณหภูมิ 300 ° C ถึง 400 ° C ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดของน้ำมันพวกมันมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันและคุณสมบัติที่โดดเด่นของวัตถุดิบตั้งต้นจะสะท้อนให้เห็นในคุณสมบัติของน้ำมัน มีองค์ประกอบไฮโดรคาร์บอนที่ซับซ้อนโดยมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย 220-340 au และมีส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้

ในบรรดาไดอิเล็กทริกของเหลวที่เกี่ยวข้องกับน้ำมันหม้อแปลงในคุณสมบัติและการใช้งานเป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การสังเกตน้ำมันตัวเก็บประจุและสายเคเบิล

น้ำมันคอนเดนเซอร์ คำนี้รวมกลุ่มของไดอิเล็กทริกต่างๆ ที่ใช้สำหรับการทำให้ฉนวนของตัวเก็บประจุแบบกระดาษ-น้ำมัน และแบบฟิล์มกระดาษ ที่พบบ่อยที่สุด น้ำมันคอนเดนเซอร์ตาม GOST 5775-68 ผลิตจากน้ำมันหม้อแปลงผ่านการทำให้บริสุทธิ์อย่างล้ำลึก แตกต่างจากน้ำมันทั่วไปในด้านความโปร่งใสมากขึ้น ค่า tg  ต่ำกว่า (มากกว่าสิบเท่า) น้ำมันละหุ่งต้นกำเนิดของพืชได้มาจากเมล็ดละหุ่ง พื้นที่ใช้งานหลักคือการทำให้ตัวเก็บประจุกระดาษสำหรับการทำงานภายใต้สภาวะพัลส์
ความหนาแน่นของน้ำมันละหุ่งอยู่ที่ 0.95-0.97 ตันต่อลูกบาศก์เมตร จุดไหลอยู่ที่ -10 ° C ถึง -18 ° C ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่ 20 ° C คือ 4.0 - 4.5 และที่ 90 ° C -  = 3.5 - 4.0; tg  ที่ 20° C เท่ากับ 0.01-0.03 และที่ 100° C tg  = 0.2-0.8; Epr ที่อุณหภูมิ 20°C อยู่ที่ 15-20 MV/m. น้ำมันละหุ่งไม่ละลายในน้ำมันเบนซิน แต่ละลายในเอทิลแอลกอฮอล์ น้ำมันละหุ่งไม่ทำให้ยางธรรมดาบวมต่างจากน้ำมันปิโตรเลียม อิเล็กทริกนี้เป็นของอิเล็กทริกของเหลวที่มีขั้วอ่อน ความต้านทานภายใต้สภาวะปกติคือ 108 - 1,010 โอห์ม · ม.

น้ำมันเคเบิลออกแบบมาเพื่อเคลือบฉนวนกระดาษของสายไฟ พวกเขายังขึ้นอยู่กับน้ำมันปิโตรเลียม แตกต่างจากน้ำมันหม้อแปลงตรงที่ความหนืดที่เพิ่มขึ้น จุดวาบไฟเพิ่มขึ้น และลดการสูญเสียอิเล็กทริก จากแบรนด์น้ำมัน เราสังเกต MN-4 (ความหนืดต่ำ สำหรับเติมสายเคเบิลแรงดันต่ำ), S-220 (ความหนืดสูง สำหรับเติมสายเคเบิลแรงดันสูง), KM-25 (มีความหนืดมากที่สุด)

ไดอิเล็กทริกของเหลวประเภทที่สองคือของเหลวที่ติดไฟได้ต่ำและไม่ติดไฟ มีไดอิเล็กทริกของเหลวจำนวนมากที่มีคุณสมบัติดังกล่าว สาขาวิชาวิศวกรรมพลังงานและไฟฟ้าที่แพร่หลายมากที่สุด ได้แก่ คลอโรบิฟีนิล- ใน วรรณกรรมต่างประเทศพวกเขาถูกเรียก คลอโรบิฟีนิล- เหล่านี้เป็นสารที่มีวงแหวนเบนซีนคู่เรียกว่า วงแหวนได(ไบ)ฟีนิลและอะตอมของคลอรีนตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปติดอยู่ ในรัสเซียไดอิเล็กทริกของกลุ่มนี้ใช้ในรูปแบบของสารผสมซึ่งส่วนใหญ่เป็นส่วนผสมของเพนตะคลอโรบีฟีนิลและไตรคลอโรบิฟีนิล ชื่อทางการค้าของบางส่วนคือ "sovol", "sovtol", "แคลอรี่-2"

วัสดุอิเล็กทริกยังถูกจำแนกตามลักษณะเฉพาะหลายประการซึ่งถูกกำหนดโดยคุณสมบัติหลัก: ไฟฟ้า เครื่องกล เคมีกายภาพ และความร้อน

4.2.1 ลักษณะทางไฟฟ้าของวัสดุอิเล็กทริก ได้แก่ :

ความต้านทานไฟฟ้าเชิงปริมาตรจำเพาะ ρ, โอห์ม*เมตร หรือค่าการนำไฟฟ้าเชิงปริมาตรจำเพาะ σ, S/m;

ความต้านทานไฟฟ้าของพื้นผิวจำเพาะ ρ s, โอห์ม หรือค่าการนำไฟฟ้าของพื้นผิวจำเพาะ σ s cm;

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานไฟฟ้า TK ρ, ˚С -1;

ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก ε;

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกTKε;

การสูญเสียอิเล็กทริกแทนเจนต์ δ;

ความแข็งแรงทางไฟฟ้าของวัสดุ E pr, MV/m.

4.2.2 คุณลักษณะทางความร้อนกำหนดคุณสมบัติทางความร้อนของไดอิเล็กทริก

ลักษณะทางความร้อน ได้แก่ :

ความจุความร้อน

จุดหลอมเหลว;

จุดอ่อนตัว;

จุดหยด;

ทนความร้อน

ทนความร้อน

ความต้านทานต่อความเย็น - ความสามารถของไดอิเล็กทริกในการทนต่ออุณหภูมิต่ำในขณะที่ยังคงคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า

ความต้านทานในเขตร้อน - ความต้านทานของไดอิเล็กทริกต่ออิทธิพลภายนอกที่ซับซ้อนในภูมิอากาศเขตร้อน (การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่คมชัด, ความชื้นสูง, การแผ่รังสีแสงอาทิตย์)

เทอร์โมยืดหยุ่น;

จุดวาบไฟของไอระเหยของของเหลวฉนวนไฟฟ้า

การทนความร้อนเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของไดอิเล็กทริก ตาม GOST 21515-76 การทนความร้อนคือความสามารถของอิเล็กทริกในการทนต่อการสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นเป็นเวลานานซึ่งเทียบได้กับระยะเวลาการทำงานปกติโดยไม่มีการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติที่ยอมรับไม่ได้

ชั้นต้านทานความร้อน แค่เจ็ด.. มีลักษณะเป็นดัชนีอุณหภูมิ TI นี่คืออุณหภูมิที่อายุการใช้งานของวัสดุคือ 20,000 ชั่วโมง

4.2.3 คุณสมบัติความชื้นของไดอิเล็กทริก

ความต้านทานต่อความชื้นคือความน่าเชื่อถือของฉนวนเมื่ออยู่ในบรรยากาศของไอน้ำใกล้กับความอิ่มตัว ความต้านทานต่อความชื้นประเมินโดยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางไฟฟ้า เครื่องกล และทางกายภาพอื่นๆ หลังจากที่วัสดุอยู่ในบรรยากาศที่มีความชื้นสูงและสูง เกี่ยวกับความชื้นและการซึมผ่านของน้ำ เรื่องความชื้นและการดูดซึมน้ำ

ความสามารถในการซึมผ่านของความชื้นคือความสามารถของวัสดุในการส่งผ่านไอความชื้นเมื่อมีความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศที่แตกต่างกันทั้งสองด้านของวัสดุ

การดูดซับความชื้นคือความสามารถของวัสดุในการดูดซับน้ำในระหว่างการสัมผัสกับบรรยากาศชื้นเป็นเวลานานใกล้กับสภาวะอิ่มตัว

การดูดซึมน้ำคือความสามารถของวัสดุในการดูดซับน้ำเมื่อแช่อยู่ในน้ำเป็นเวลานาน

ความต้านทานต่อเขตร้อนและการทำให้เขตร้อนของอุปกรณ์ – ​​การป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าจากความชื้น เชื้อรา สัตว์ฟันแทะ

4.2.4 คุณสมบัติทางกลของไดอิเล็กทริกถูกกำหนดโดยลักษณะดังต่อไปนี้:

ทำลายความเครียดภายใต้ความตึงเครียดคงที่

ทำลายความเครียดภายใต้การบีบอัดแบบสถิต

ทำลายความเครียดระหว่างการดัดแบบสถิต

ความแข็ง;

แรงกระแทก;

ความต้านทานการแยกส่วน;

ความต้านทานการฉีกขาด (สำหรับวัสดุที่มีความยืดหยุ่น);

ความยืดหยุ่นในจำนวนโค้งคู่

คุณสมบัติพลาสโตอีลาสติค

ลักษณะทางกลอิเล็กทริกถูกกำหนดโดยมาตรฐาน GOST ที่เกี่ยวข้อง

4.2.5 ลักษณะทางเคมีกายภาพ:

เลขกรด ซึ่งกำหนดปริมาณของกรดอิสระในอิเล็กทริก ซึ่งทำให้คุณสมบัติไดอิเล็กทริกของของเหลว สารประกอบ และสารเคลือบเงาแย่ลง

ความหนืดจลน์และเงื่อนไข

การดูดซึมน้ำ

ต้านทานน้ำ;

ต้านทานความชื้น

ความต้านทานส่วนโค้ง;

การติดตามความต้านทาน

ความต้านทานต่อรังสี ฯลฯ