Permitivitatea poate avea dispersie.
O serie de dielectrici prezintă proprietăți fizice interesante.
Legături
- Fondul virtual de științe naturale și efecte științifice și tehnice „Fizica eficientă”
Fundația Wikimedia. 2010 .
Vedeți ce sunt „Dielectricii” în alte dicționare:
DIELECTRIC, substanțe care conduc slab electricitatea (rezistivitate de ordinul a 1010 ohm?m). Există dielectrice solide, lichide și gazoase. Un câmp electric extern provoacă polarizarea dielectricului. În unele greu ...... Enciclopedia modernă
Dielectrice- DIELECTRIC, substanţe care conduc slab electricitatea (rezistivitate de ordinul a 1010 Ohm'm). Există dielectrice solide, lichide și gazoase. Un câmp electric extern provoacă polarizarea dielectricului. În unele greu ...... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat
Substanțe care conduc slab electricitatea (rezistivitate electrică 108 1012 ohm cm). Există dielectrice solide, lichide și gazoase. Un câmp electric extern provoacă polarizarea dielectricilor. În unele dielectrice solide ...... Dicţionar enciclopedic mare
- (în engleză dielectric, din greacă dia through, through și engleză electric electric), substanțe care conduc slab electricitatea. actual. Termenul „D”. introdus de Faraday pentru a desemna în în, în care pătrunde electric. camp. D. yavl. toate gazele (neionizate), unele... Enciclopedia fizică
DIELECTRIC- DIELECTRIC, neconductori sau izolatori ai corpului care conduc slab sau deloc electricitatea. Astfel de organisme sunt de ex. sticlă, mică, sulf, parafină, ebonită, porțelan etc. De mult timp în studiul electricității ... ... Marea Enciclopedie Medicală
- (izolatori) substante care nu conduc electricitatea. Exemple de dielectrici: mica, chihlimbar, cauciuc, sulf, sticla, portelan, diverse tipuri de uleiuri etc. Dictionar Marin Samoilov K.I. M. L .: Editura Navală de Stat a NKVMF a Uniunii ... Dicționar marin
Denumirea dată de Michael Faraday corpurilor care nu sunt conductoare sau, în caz contrar, conduc prost electricitatea, cum ar fi aerul, sticla, diverse rășini, sulful etc. Astfel de corpuri mai sunt numite și izolatori. Înainte de cercetările lui Faraday, efectuate în anii 30 ... ... Enciclopedia lui Brockhaus și Efron
DIELECTRIC- Substante care practic nu conduc curentul electric; sunt solide, lichide și gazoase. D. sunt polarizate într-un câmp electric extern. Sunt folosite pentru a izola dispozitive electrice, în condensatoare electrice, în cuantică ... ... Marea Enciclopedie Politehnică
Substanțe care conduc slab electricitatea. Termenul „D”. (din greacă diá prin și engleză electric electric) a fost introdus de M. Faraday (Vezi Faraday) pentru a desemna substanțele prin care pătrund câmpurile electrice. In orice substanta... Marea Enciclopedie Sovietică
Substanțe care conduc slab electricitatea (conductivitatea electrică a unui dielectric este 10 8 10 17 Ohm 1 cm 1). Există dielectrice solide, lichide și gazoase. Un câmp electric extern provoacă polarizarea dielectricilor. În unele greu ...... Dicţionar enciclopedic
Cărți
- Dielectrics and Waves, A. R. Hippel. Autorul monografiei l-a adus în atenția cititorilor, cunoscutul cercetător în domeniul dielectricului, omul de știință american A. Hippel a vorbit în repetate rânduri în presa periodică și în ...
- Acțiunea radiației laser asupra materialelor polimerice. Fundamente științifice și probleme aplicate. In 2 carti. Cartea 1. Materiale polimerice. Fundamentele științifice ale acțiunii laserului asupra dielectricilor polimerici, B. A. Vinogradov, K. E. Perepelkin, G. P. Meshcheryakova. Această carte conține informații despre structura și proprietățile termice și optice de bază ale materialelor polimerice, mecanismul de acțiune al radiației laser asupra acestora în infraroșu, vizibil ...
DIELECTRIC Substanţe care conduc slab electricitatea. Termenul „dielectric” a fost introdus de M. Faraday pentru a desemna substanțele în care pătrunde un câmp electrostatic. Când sunt plasați într-un câmp electric al oricărei substanțe, electronii și nucleele atomice experimentează forțele din acest câmp. Ca rezultat, o parte din sarcini se mișcă într-o direcție, creând un curent electric. Sarcinile rămase sunt redistribuite astfel încât „centrele de greutate” ale sarcinilor pozitive și negative sunt deplasate unul față de celălalt. În acest din urmă caz, se vorbește despre polarizarea materiei. În funcție de care dintre aceste două procese (polarizare sau conductivitate electrică) predomină, substanțele se împart în dielectrici (toate gazele neionizate, unele lichide și solide) și conductoare (metale, electroliți, plasmă).
Conductivitatea electrică a dielectricilor este foarte scăzută în comparație cu metalele. Rezistivitatea electrică a dielectricilor este de 10 8 -10 17 Ohm cm, metale - 10 -6 -10 -4 Ohm cm.
Fizica clasică a încercat să explice diferența cantitativă în conductivitatea electrică a dielectricilor și a metalelor prin faptul că există electroni liberi în metale, în timp ce în dielectrici toți electronii sunt legați (aparțin atomilor individuali) și câmpul electric nu îi rupe, dar le deplasează doar puțin.
Teoria cuantică a unei stări solide explică diferența dintre proprietățile electrice ale metalelor și dielectricilor printr-o distribuție diferită a electronilor pe nivelurile de energie. În dielectrici, nivelul de energie superior umplut cu electroni coincide cu limita superioară a uneia dintre benzile permise (în metale, se află în interiorul benzii permise), iar cele mai apropiate niveluri libere sunt separate de cele umplute cu o bandă interzisă, care electronii nu poate depăşi sub acţiunea câmpurilor electrice nu prea puternice (vezi Zona de bandă).teorie). Acțiunea câmpului electric se reduce la o redistribuire a densității electronilor, ceea ce duce la polarizarea dielectricului.
Polarizarea dielectricilor. Mecanismele de polarizare a dielectricilor depind de natura legăturii chimice, adică de distribuția densității electronilor în dielectrici. În cristalele ionice (de exemplu, NaCl), polarizarea este rezultatul unei deplasări a ionilor unul față de celălalt (polarizare ionică), precum și al deformării învelișurilor de electroni ale ionilor individuali (polarizare electronică), adică a sumei ionice. și polarizări electronice. În cristalele cu o legătură covalentă (de exemplu, diamantul), unde densitatea electronică este distribuită uniform între atomi, polarizarea se datorează în principal deplasării electronilor care realizează legătura chimică. În așa-numitele dielectrice polare (de exemplu, solid H 2 S), grupurile de atomi sunt dipoli electrici, care sunt orientați aleatoriu în absența unui câmp electric și capătă o orientare preferențială în câmp. Această polarizare orientativă este tipică multor lichide și gaze. Un mecanism similar de polarizare este asociat cu „saritul” sub acțiunea unui câmp electric de ioni individuali de la o poziție de echilibru în rețea la alta. În special, un astfel de mecanism este observat în substanțele cu o legătură de hidrogen (de exemplu, gheață), unde atomii de hidrogen au mai multe poziții de echilibru.
Polarizarea dielectricilor este caracterizată de vectorul de polarizare P, care este momentul dipolului electric pe unitatea de volum a dielectricului:
unde p i - momentele dipolare ale particulelor (atomi, ioni, molecule), N - numărul de particule pe unitate de volum. Vectorul P depinde de intensitatea câmpului electric E. În câmpurile slabe Ρ = ε 0 ϰΕ. Coeficientul de proporționalitate ϰ se numește susceptibilitate dielectrică. Adesea, în locul vectorului P, se folosește vectorul de inducție electrică (1)
unde ε este permisivitatea, ε 0 este constanta electrică. Valorile ϰ și ε sunt principalele caracteristici ale dielectricului. În dielectricii anizotropi (de exemplu, în cristalele necubice), direcția P este determinată nu numai de direcția câmpului E, ci și de direcția axelor de simetrie ale cristalului. Prin urmare, vectorul P va face unghiuri diferite cu vectorul E, în funcție de orientarea lui E față de axele de simetrie ale cristalului. În acest caz, vectorul D va fi determinat prin vectorul E cu ajutorul nu a unei valori a lui ε, ci a mai multor (în cazul general, șase) care formează tensorul de permitivitate.
Dielectrici într-un câmp alternativ. Dacă câmpul E se modifică în timpul t, atunci polarizarea dielectricului nu are timp să-l urmeze, deoarece deplasările de sarcină nu pot avea loc instantaneu. Deoarece orice câmp alternativ poate fi reprezentat ca un set de câmpuri care se modifică conform unei legi armonice, este suficient să studiem comportamentul dielectricului în câmpul E \u003d E 0 sinωt, unde ω este frecvența câmpului alternativ, E 0 este amplitudinea intensității câmpului. Sub influența acestui câmp, și D și P vor oscila armonic și cu aceeași frecvență. Totuși, între oscilațiile P și E apare o diferență de fază δ, care este cauzată de întârzierea polarizării P din câmpul E. Legea armonică poate fi reprezentată într-o formă complexă E 0 . Permitivitatea în acest caz este o mărime complexă: ε(ω) = ε’ + iε’’, ε’ și ε’’ depind de frecvența câmpului electric alternativ ω. Valoare absolută
determină amplitudinea oscilației D, iar raportul ε'/ε" = tgδ este diferența de fază dintre oscilațiile D și E. Valoarea δ se numește unghiul de pierdere dielectrică. Într-un câmp electric constant, ω = 0, ε" = 0, ε' = ε.
În câmpurile electrice alternante de înalte frecvențe, proprietățile unui dielectric sunt caracterizate de indici de refracție n și de absorbție k (în loc de ε' și ε"). Primul este egal cu raportul vitezelor de propagare a undelor electromagnetice într-un dielectric și în vid. Indicele de absorbție k caracterizează atenuarea undelor electromagnetice într-un dielectric. Valorile n, k, ε' și ε" sunt legate prin relația (2)
Polarizarea dielectricilor în absența unui câmp electric.Într-un număr de dielectrici solizi (piroelectrici, feroelectrici, piezoelectrici, electreți), polarizarea poate exista chiar și fără un câmp electric, adică poate fi cauzată de alte motive. Astfel, în piroelectrice, sarcinile sunt dispuse atât de asimetric încât centrele de greutate ale sarcinilor de semn opus nu coincid, adică dielectricul este polarizat spontan. Cu toate acestea, polarizarea în piroelectrice se manifestă numai atunci când temperatura se schimbă, când sarcinile electrice care compensează polarizarea nu au timp să se rearanjeze. O varietate de piroelectrice sunt feroelectrice, a căror polarizare spontană se poate modifica semnificativ sub influența influențelor externe (temperatură, câmp electric). În piezoelectrice, polarizarea are loc atunci când cristalul este deformat, ceea ce este asociat cu caracteristicile structurii lor cristaline. Polarizarea în absența unui câmp poate fi observată și în anumite substanțe precum rășini și sticle, numite electreți.
Conductivitatea electrică a dielectricilor este mică, dar întotdeauna diferită de zero. Purtătorii mobili de sarcină din dielectrici pot fi electroni și ioni. În condiții normale, conductivitatea electronică a dielectricilor este mică în comparație cu cea ionică. Conductivitatea ionică se poate datora mișcării atât a ionilor intrinseci, cât și a celor de impurități. Posibilitatea de mișcare a ionilor prin cristal este asociată cu prezența defectelor în cristale. Dacă, de exemplu, există un loc vacant într-un cristal, atunci sub acțiunea câmpului, un ion vecin îl poate ocupa, următorul ion se poate muta în locul vacant nou format etc. Ca urmare, locurile vacante se mută, ceea ce duce pentru a încărca transferul prin întregul cristal. Mișcarea ionilor are loc și ca urmare a salturilor lor de-a lungul interstițiilor. Odată cu creșterea temperaturii, conductivitatea ionică crește. O contribuție apreciabilă la conductibilitatea electrică a unui dielectric poate fi adusă de conductivitatea suprafeței (vezi Fenomene de suprafață).
defalcarea dielectricilor. Densitatea curentului electric j prin dielectric este proporțională cu intensitatea câmpului electric E (legea lui Ohm): j = ςE, unde ς este conductivitatea electrică a dielectricului. Cu toate acestea, în câmpuri suficient de puternice, curentul crește mai repede decât conform legii lui Ohm. La o anumită valoare critică a lui E pr are loc o defalcare electrică a dielectricului. Valoarea lui E pr se numește rezistența electrică a dielectricului. În timpul unei defecțiuni, aproape tot curentul curge printr-un canal îngust (vezi șirurile curente). În acest canal, j atinge valori mari, ceea ce poate duce la distrugerea dielectricului: se formează un orificiu traversant sau dielectricul este topit prin canal. În canal pot avea loc reacții chimice; de exemplu, carbonul se depune în dielectrici organici, metalul se depune în cristale ionice (metalizarea canalului), etc. Defalcarea este facilitată de neomogenitățile prezente întotdeauna în dielectric, întrucât câmpul E poate crește local în locuri de neomogenități.
În dielectricii solizi se disting defecțiunile termice și electrice. În timpul defecțiunii termice, odată cu creșterea j, crește cantitatea de căldură degajată în dielectric și, în consecință, temperatura dielectricului, ceea ce duce la creșterea numărului de purtători de sarcină n și la o scădere a rezistivității electrice ρ. În cazul defecțiunii electrice, pe măsură ce câmpul crește, generarea de purtători de sarcină sub acțiunea câmpului crește, iar ρ scade și el.
Rigiditatea dielectrică a dielectricilor lichidi depinde în mare măsură de puritatea lichidului. Prezența impurităților și impurităților reduce semnificativ E pr. Pentru dielectricii lichidi omogene pur, E pr este apropiat de E pr a dielectricilor solizi. O defalcare a unui gaz este asociată cu ionizarea prin impact și se manifestă sub forma unei descărcări electrice.
Proprietățile neliniare ale dielectricilor. Dependenţa liniară P = ε 0 ϰE este valabilă numai pentru câmpurile E, care sunt mult mai mici decât câmpurile intracristaline E cr (E cr de ordinul a 10 8 V/cm). pentru că E pr<< Е кр, то в большинстве диэлектриков не удаётся наблюдать нелинейную зависимость Р(Е) в постоянном электрическом поле. Исключение составляют сегнетоэлектрики, в которых в сегнетоэлектрической области и вблизи точек фазовых переходов наблюдается сильная нелинейная зависимость Р(Е). При высоких частотах электрическая прочность диэлектрика повышается, поэтому нелинейные свойства любых диэлектриков проявляются в ВЧ-полях больших амплитуд. В частности, в луче лазера могут быть созданы электрические поля напряжённостью порядка 10 8 В/см, в которых становятся существенными нелинейные свойства диэлектрика, что позволяет осуществить преобразование частоты света, самофокусировку света и другие нелинейные эффекты (смотри Нелинейная оптика).
Utilizarea dielectricilor. Dielectricii sunt utilizați în principal ca materiale electroizolante. Piezoelectricele sunt folosite pentru a converti semnale mecanice (deplasări, deformații, vibrații sonore) în cele electrice și invers (vezi traductor piezoelectric); piroelectrice - ca detectoare termice de diferite radiații, în special radiații infraroșii; feroelectricele, fiind tot piezoelectrice și piroelectrice, sunt folosite și ca materiale pentru condensatoare (datorită constantei lor dielectrice ridicate), precum și elemente neliniare și de memorie în diverse dispozitive. Majoritatea materialelor optice sunt dielectrice.
Lit.: Froelich G. Teoria dielectricilor. M., 1960; Hippel A. R. Dielectrice și unde. M., 1960; Feynman R., Layton R., Sands M. Feynman Lecturi de fizică. M., 1966. Ediţia. 5: Electricitate și magnetism; Kalașnikov S. G. Electricitate. a 5-a ed. M., 1985.
A. P. Levanyuk, D. G. Sannikov.
Ele sunt împărțite în 3 grupe:
1) uleiuri de petrol;
2) fluide sintetice;
3) uleiuri vegetale.
Dielectricii lichidi sunt folosiți pentru impregnarea cablurilor de înaltă tensiune, condensatoarelor, pentru umplerea transformatoarelor, întrerupătoarelor și bucșelor. În plus, îndeplinesc funcțiile de lichid de răcire în transformatoare, de stingător cu arc în întrerupătoare de circuit etc.
Uleiuri de petrol
Uleiuri de petrol sunt un amestec de hidrocarburi parafinice ( CnH2n+2) și naftenice (CnH2n ) rânduri. Sunt utilizate pe scară largă în inginerie electrică ca uleiuri pentru transformatoare, cabluri și condensatoare. Uleiul, umplerea golurilor și a porilor din interiorul instalațiilor și produselor electrice, crește rezistența dielectrică a izolației și îmbunătățește îndepărtarea căldurii din produse.
ulei de transformator obtinut din petrol prin distilare. Proprietățile electrice ale uleiului de transformator depind în mare măsură de calitatea epurării uleiului din impurități, de conținutul de apă din acesta și de gradul de degazare. Constanta dielectrica a uleiului 2,2, rezistivitate electrica 10 13 ohm m.
Scopul uleiurilor de transformatoare este de a crește rezistența dielectrică a izolației; îndepărtați căldura; promovează stingerea arcului în întrerupătoarele de ulei, îmbunătățește calitatea izolatie electricaîn produse electrice: reostate, condensatoare de hârtie, cabluri izolate cu hârtie, cabluri de alimentare - prin turnare și impregnare.
Uleiul de transformator îmbătrânește în timpul funcționării, ceea ce îi degradează calitatea. Îmbătrânirea uleiului este facilitată de: contactul uleiului cu aerul, temperaturile ridicate, contactul cu metalele (Cu, Рb, Fe), expunerea la lumină. Pentru a crește durata de viață, uleiul este regenerat prin curățarea și îndepărtarea produselor îmbătrânite, adăugând inhibitori.
Cabluși condensator uleiurile diferă de uleiurile de transformatoare într-o calitate superioară a epurării.
Dielectrice lichide sintetice
Dielectricii lichidi sintetici sunt superioare în unele proprietăți față de uleiurile izolatoare din petrol.
Hidrocarburi clorurate
Sovol – pentaclorobifenil C6H2CI3-C6H3CI2 , obținut prin clorurarea difenilului C12H10
C 6 H 5 - C 6 H 5 + 5 Cl 2 → C 6 H 2 Cl 3 - C 6 H 3 Cl 2 + 5 HCl
Sovolutilizat pentru impregnarea și umplerea condensatoarelor. Are o constantă dielectrică mai mare în comparație cu uleiurile din petrol. Permitivitate Sovol 5.0, rezistivitate electrică 10 11 ¸ 10 12 ohmi m. Sovol este folosit pentru impregnarea hârtiei putere și condensatoare radio cu capacitate specifică crescută și tensiune scăzută de funcționare.
Sovtol - un amestec de sovol cu triclorbenzen. Este folosit pentru izolarea transformatoarelor rezistente la explozie.
Fluide siliconice
Cele mai răspândite sunt polidimetilsiloxan, polidietilsiloxan, polimetilfenilsiloxan lichide.
fluide polisiloxanice - polimeri siliconici lichizi ( poliorganosiloxani), au proprietăți atât de valoroase precum: ridicat rezistență la căldură, inerție chimică, higroscopicitate scăzută, punct de curgere scăzut, caracteristici electrice ridicate într-o gamă largă de frecvențe și temperaturi.
Poliorganosiloxanii lichizi sunt compuși polimerici cu un grad scăzut de polimerizare, ale căror molecule conțin o grupare de atomi siloxan.
,
unde atomii de siliciu sunt legați de radicalii organici R: metil CH3, etil C2H5, fenil C6H5 . Moleculele lichidelor poliorganosiloxanice pot avea o structură liniară, ramificată liniar și ciclică.
Lichid polimetilsiloxani obţinut prin hidroliză dimetildiclorosilan amestecat cu trimetilclorosilan .
Lichidele rezultate sunt incolore, solubile în hidrocarburi aromatice, dicloroetan și o serie de alți solvenți organici, insolubile în alcooli și acetonă. Polimetilsiloxani sunt inerte chimic, nu au un efect agresiv asupra metalelor și nu interacționează cu majoritatea dielectricilor și cauciucurilor organice. Constanta dielectrica 2.0¸ 2.8, rezistivitate electrică 10 12 Ohm m, rigiditate dielectrică 12¸ 20 MV/m
Formulă polidimetilsiloxan A are forma
– Si(CH 3) 3 - O - [ Si(CH 3) 2 - O] n-Si(CH 3) \u003d O
Polimerii siliconici lichizi sunt utilizați ca:
Polidietilsiloxani – obtinut prin hidroliza dietildiclorosilan și trietilclorosilan . Au o gamă largă de puncte de fierbere. Structura este exprimată prin formula:
Proprietățile depind de punctul de fierbere. Proprietățile electrice sunt aceleași cu acelea polidimetilsiloxan.
Lichid polimetilfenilsiloxani au o structură exprimată prin formula
Obținut prin hidroliză fenilmetildiclorosilani etc. Uleiul este vâscos. După prelucrareNaOHvâscozitatea crește de 3 ori. Rezistă la încălzire timp de 1000 de ore până la 250 °C. Proprietățile electrice sunt aceleași cu acelea polidimetilsiloxan.
La γ – iradierea, vâscozitatea lichidelor organosilicioase crește foarte mult, iar caracteristicile dielectrice se deteriorează brusc. La o doză mare de radiații, lichidele se transformă în cauciucoasa masă și apoi într-un corp solid fragil.
Lichide fluoroorganice
Lichide fluoroorganice - C 8 F 16 - neinflamabil și rezistent la explozie, foarte rezistent la căldură(200 °C), au higroscopicitate scăzută. Perechile lor au o putere electrică ridicată. Lichidele au vâscozitate scăzută și sunt volatile. Au o disipare a căldurii mai bună decât uleiurile din petrol și fluidele siliconice.–) n,
este un polimer nepolar cu o structură liniară. Produs prin polimerizarea gazului de etilenă C2H4 la presiune mare (până la 300 MPa) sau la presiune scăzută (până la 0,6 MPa). Greutatea moleculară a polietilenei de înaltă presiune este 18000 - 40000, mică - 60000 - 800000.
Moleculele de polietilenă au capacitatea de a forma secțiuni de material cu un aranjament ordonat de lanțuri (cristalite), astfel încât polietilena constă din două faze (cristalină și amorfă), al căror raport determină proprietățile sale mecanice și termice. Amorful conferă materialului proprietăți elastice, iar cristalinul conferă rigiditate. Faza amorfă are o temperatură de tranziție vitroasă de +80°C. Faza cristalină are o mai mare rezistență la căldură.
Agregatele de molecule de polietilenă din faza cristalină sunt sferulite cu o structură ortorombică. Conținutul fazei cristaline (până la 90%) în polietilena de joasă presiune este mai mare decât în polietilena de înaltă presiune (până la 60%). Datorită cristalinității sale ridicate, polietilena de joasă presiune are un punct de topire mai mare (120-125 °C) și o rezistență la tracțiune mai mare. Structura polietilenei depinde în mare măsură de modul de răcire. Odată cu răcirea sa rapidă, se formează sferulite mici, cu răcire lentă - cele mari. Polietilena răcită rapid este mai flexibilă și mai puțin dură.
Proprietățile polietilenei depind de greutatea moleculară, puritate și impurități. Proprietățile mecanice depind de gradul de polimerizare. Polietilena are o mare rezistență chimică. Ca material electroizolant, este utilizat pe scară largă în industria cablurilor și în producția de fire izolate.
În prezent, sunt produse următoarele tipuri de polietilenă și produse din polietilenă:
1. polietilenă de joasă și înaltă presiune - (n.d.) și (h.d.);
2. polietilenă de joasă presiune pentru industria cablurilor;
3. polietilenă cu greutate moleculară mică de înaltă sau medie presiune;
4. polietilenă poroasă;
5. compus special pentru furtunuri din polietilenă;
6. polietilenă pentru producția de cabluri HF;
7. polietilenă conductoare electric pentru industria cablurilor;
8. polietilenă umplută cu funingine;
9. polietilenă clorosulfonată;
10. folie de polietilenă.
Fluoroplastice
Există mai multe tipuri de polimeri fluorocarbon, care pot fi polari sau nepolari.
Luați în considerare proprietățile produsului reacției de polimerizare a tetrafluoretilenului gazos
(F 2 C \u003d CF 2).
Fluoroplast - 4(politetrafluoretilena) este o pulbere albă liberă. Structura moleculelor are forma
Moleculele de fluoroplast au o structură simetrică. Prin urmare, fluoroplasticul este un dielectric nepolar
Simetria moleculei și puritatea ridicată asigură un nivel ridicat de performanță electrică. Energie mare de legătură între C și F îi conferă rezistenţă mare la frig şi rezistență la căldură. Componentele radio din acesta pot funcționa de la -195 ÷ +250 ° С. Neinflamabil, rezistent chimic, nehigroscopic, hidrofob, neafectat de mucegai. Rezistivitatea electrică este 10 15 ¸ 10 18 Ohm m, constantă dielectrică 1,9¸ 2.2, rigiditate dielectrică 20¸ 30 MV/m
Componentele radio sunt fabricate din pulbere de fluoroplast prin presare la rece. Produsele presate sunt sinterizate în cuptoare la 360 - 380°C. Cu răcire rapidă, produsele sunt întărite cu rezistență mecanică ridicată. Cu răcire lentă - neîntărit. Sunt mai ușor de prelucrat, mai puțin greu, au un nivel ridicat de caracteristici electrice. Când piesele sunt încălzite la 370 ° din starea cristalină, ele trec într-o stare amorfă și devin transparente. Descompunerea termică a materialului începe la > 400°. în care se produce fluor toxic.
Dezavantajul fluoroplastului este fluiditatea sub sarcină mecanică. Are rezistență scăzută la radiații și necesită forță de muncă atunci când este procesată în produse. Unul dintre cei mai buni dielectrici pentru tehnologia RF și cu microunde. Ei produc produse de inginerie electrică și radio sub formă de plăci, discuri, inele, cilindri. Izolați cablurile de înaltă frecvență cu o peliculă subțire, compactată în timpul contracției.
Fluoroplastul poate fi modificat folosind materiale de umplutură - fibră de sticlă, nitrură de bor, negru de fum etc., ceea ce face posibilă obținerea de materiale cu proprietăți noi și îmbunătățirea proprietăților existente.
Un dielectric este un material sau o substanță care practic nu transmite curent electric. O astfel de conductivitate se obține datorită unui număr mic de electroni și ioni. Aceste particule se formează într-un material neconductor numai atunci când sunt atinse proprietăți la temperaturi ridicate. Despre ce este un dielectric și va fi discutat în acest articol.
Descriere
Fiecare conductor electronic sau radio, semiconductor sau dielectric încărcat trece un curent electric prin el însuși, dar particularitatea dielectricului este că chiar și la o tensiune înaltă peste 550 V, un curent mic va curge în el. Un curent electric într-un dielectric este mișcarea particulelor încărcate într-o anumită direcție (poate fi pozitiv sau negativ).
Tipuri de curenți
Conductivitatea electrică a dielectricilor se bazează pe:
- Curenți de absorbție - un curent care circulă într-un dielectric la un curent constant până când ajunge într-o stare de echilibru, schimbând direcția atunci când este pornit și alimentat și când este oprit. Cu curent alternativ, tensiunea din dielectric va fi prezentă în el tot timpul în timp ce acesta este în acțiunea unui câmp electric.
- Conductivitate electrică electronică - mișcarea electronilor sub influența unui câmp.
- Conductivitatea electrică ionică - este mișcarea ionilor. Se găsește în soluții de electroliți - săruri, acizi, alcalii, precum și în mulți dielectrici.
- Conductivitatea electrică molionică este mișcarea particulelor încărcate numite molioni. Se găsește în sistemele coloidale, emulsii și suspensii. Fenomenul de mișcare a molionilor într-un câmp electric se numește electroforeză.
Ele sunt clasificate în funcție de starea lor de agregare și natura chimică. Primele sunt împărțite în solide, lichide, gazoase și în solidificare. Prin natura chimică, ele sunt împărțite în materiale organice, anorganice și organoelement.
După starea de agregare:
- Conductibilitatea electrică a gazelor. Substanțele gazoase au o conductivitate de curent destul de scăzută. Poate apărea în prezența particulelor libere încărcate, care apare datorită influenței factorilor externi și interni, electronici și ionici: radiații cu raze X și specii radioactive, ciocniri de molecule și particule încărcate, factori termici.
- Conductibilitatea electrică a unui dielectric lichid. Factori de dependență: structura moleculară, temperatură, impurități, prezența unor sarcini mari de electroni și ioni. Conductivitatea electrică a dielectricilor lichidi depinde în mare măsură de prezența umidității și a impurităților. Conductivitatea electricității substanțelor polare este creată chiar și cu ajutorul unui lichid cu ioni disociați. Când se compară lichidele polare și nepolare, primele au un avantaj clar în conductivitate. Dacă lichidul este curățat de impurități, aceasta va contribui la scăderea proprietăților sale conductoare. Odată cu creșterea conductivității și a temperaturii sale, are loc o scădere a vâscozității sale, ceea ce duce la o creștere a mobilității ionilor.
- dielectrici solizi. Conductivitatea lor electrică este determinată ca mișcarea particulelor dielectrice încărcate și a impurităților. În câmpurile de curent electric puternic, conductivitatea electrică este dezvăluită.
Proprietățile fizice ale dielectricilor
Când rezistența specifică a materialului este mai mică de 10-5 Ohm * m, acestea pot fi atribuite conductoarelor. Dacă mai mult de 108 Ohm * m - la dielectrici. Există cazuri când rezistivitatea va fi de multe ori mai mare decât rezistența conductorului. În intervalul 10-5-108 Ohm*m există un semiconductor. Materialul metalic este un excelent conductor de curent electric.
Din întregul tabel periodic, doar 25 de elemente aparțin nemetalelor, iar 12 dintre ele, eventual, vor avea proprietăți semiconductoare. Dar, desigur, pe lângă substanțele din tabel, există mult mai multe aliaje, compoziții sau compuși chimici cu proprietatea unui conductor, semiconductor sau dielectric. Pe baza acestui lucru, este dificil să se tragă o anumită linie între valorile diferitelor substanțe cu rezistențele lor. De exemplu, la un factor de temperatură redus, un semiconductor se va comporta ca un dielectric.
Aplicație
Utilizarea materialelor neconductoare este foarte extinsă, deoarece este una dintre clasele de componente electrice cele mai frecvent utilizate. A devenit destul de clar că pot fi folosite datorită proprietăților lor într-o formă activă și pasivă.
Într-o formă pasivă, proprietățile dielectricilor sunt utilizate pentru utilizarea în materialul electroizolant.
În formă activă, ele sunt utilizate în feroelectrice, precum și în materiale pentru emițători de tehnologie laser.
Dielectrice de bază
Tipurile comune includ:
- Sticlă.
- Cauciuc.
- Ulei.
- Asfalt.
- Porţelan.
- Cuarţ.
- Aer.
- Diamant.
- Apa pura.
- Plastic.
Ce este un dielectric lichid?
Polarizarea de acest tip are loc în câmpul de curent electric. Substanțele lichide neconductoare sunt utilizate în inginerie pentru turnarea sau impregnarea materialelor. Există 3 clase de dielectrici lichidi:
Uleiurile din petrol au vâscozitate scăzută și în mare parte nepolare. Ele sunt adesea folosite în instrumentele de înaltă tensiune: apă de înaltă tensiune. este un dielectric nepolar. Uleiul de cablu și-a găsit aplicație în impregnarea firelor de hârtie izolatoare cu o tensiune de până la 40 kV, precum și a acoperirilor pe bază de metal cu un curent de peste 120 kV. Uleiul de transformator are o structură mai curată decât uleiul de condensator. Acest tip de dielectric este utilizat pe scară largă în producție, în ciuda costului ridicat în comparație cu substanțele și materialele analogice.
Ce este un dielectric sintetic? În prezent, este interzis aproape peste tot datorită toxicității sale ridicate, deoarece este produs pe bază de carbon clorurat. Un dielectric lichid pe bază de siliciu organic este sigur și ecologic. Acest tip nu provoacă rugina metalică și are proprietăți de higroscopicitate scăzută. Există un dielectric lichefiat care conține un compus organofluorizat care este deosebit de popular pentru incombustibilitatea, proprietățile termice și stabilitatea oxidativă.
Iar ultimul tip este uleiurile vegetale. Sunt dielectrici slab polari, acestea includ semințe de in, ricin, tung, cânepă. Uleiul de ricin este foarte încălzit și este folosit în condensatoarele de hârtie. Restul uleiurilor se evaporă. Evaporarea în ele nu este cauzată de evaporarea naturală, ci de o reacție chimică numită polimerizare. Este utilizat în mod activ în emailuri și vopsele.
Concluzie
Articolul a discutat în detaliu ce este un dielectric. Au fost menționate diferite specii și proprietățile lor. Desigur, pentru a înțelege subtilitatea caracteristicilor lor, va trebui să studiezi mai aprofundat secțiunea de fizică despre ele.
