19352

Диэлектрические материалы

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лекция №4 Диэлектрические материалы. Диэлектрическими называются электротехнические материалы с. большим сопротивлением прохождению тока электроизоляционными диэлектрические материалы диэлектрики предназначенные для изоляции электрических цепей элемент

Русский

2013-07-12

49 KB

29 чел.

Лекция №4

Диэлектрические материалы.

Диэлектрическими называются электротехнические материалы с. большим сопротивлением прохождению тока, электроизоляционными — диэлектрические материалы (диэлектрики), предназначенные для изоляции электрических цепей, элементов и устройств.

Характерным свойством диэлектриков является возможность создания в них сильных электрических полей и накопления электрической энергии. Это свойство используется для создания на основе диэлектриков электрических конденсаторов.

По агрегатному состоянию диэлектрики делятся на твердые, жидкие и газообразные. По химическому составу различают органические диэлектрики, в состав которых входит углерод, и неорганические, не содержащие в своем составе углерода. По природному происхождению диэлектрики делятся на естественные (природные) и синтетические (искусственные), которые получаются путем химической переработки природного сырья. К наиболее распространенным диэлектрическим материалам относятся:

а) волокнистые (картон, бумага, ткани, лакоткани);

б) слоистые и слюдяные (текстолит, гетинакс, миканит, слюдинит, стеклотекстолит);

в) керамические (электрофарфор, термоконды, тиконды, стеалит);

г) жидкие (минеральные и растительные масла, синтетические жидкости);

д) электроизоляционные лаки и эмали (лаки и краски масляные, кремнийорганические, глифталево-масляные).

В настоящее время принято разделение линейных диэлектриков по механизмам поляризации молекул. Эта классификация исключительно важна при изучении как электрических, так и общих физико-химических свойств диэлектриков.

Диэлектрики имеют очень большое электрическое сопротивление. По химическому составу диэлектрики делят на^ органические и неорганические. Основным элементов в молекулах всех органических диэлектриков является углерод. В неорганических диэлектриках углерода нет. Наибольшей нагревостойкостью обладают неорганические диэлектрики (слюда, керамика и др.).

Неполярные диэлектрики (нейтральные) — состоят из неполярных молекул, у которых центры тяжести положительного и отрицательного зарядов совпадают. Следовательно, неполярные молекулы не обладают электрическим моментом и их электрический момент . Примером практически неполярных диэлектриков, применяемых в качестве электроизоляционных материалов, являются углеводороды, нефтяные электроизоляционные масла, полиэтилен, полистирол и др.

Полярные диэлектрики (дипольные) — состоят из полярных молекул, обладающих электрическим моментом. В таких молекулах из-за их асимметричного строения центры масс положительных и отрицательных зарядов не совпадают. При замещении в неполярных полимерах некоторой части водородных атомов другими атомами или не углеводородными радикалами получаются полярные вещества. При определении полярности вещества по химической формуле следует учитывать пространственное строение молекул. К полярным диэлектрикам относятся феноло-формальдегидные и эпоксидные смолы, кремнийорганические соединения, хлорированные углеводороды и др. Примеры молекул неполярных и полярных веществ показаны на рис. 4.1

Рис.4.1.

Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля, иногда под действием других внешних сил или спонтанно.

Поляризацию диэлектриков характеризует вектор электрической поляризации. Физический смысл вектора электрической поляризации — это дипольный момент, отнесенный к единице объема диэлектрика. Иногда вектор поляризации коротко называют просто поляризацией.

Поляризация — состояние диэлектрика, которое характеризуется наличием электрического дипольного момента у любого (или почти любого) элемента его объема.

Различают поляризацию, наведенную в диэлектрике под действием внешнего электрического поля, и спонтанную (самопроизвольную) поляризацию, которая возникает в сегнетоэлектриках в отсутствие внешнего поля. В некоторых случаях поляризация диэлектрика (сегнетоэлектрика) происходит под действием механических напряжений, сил трения или вследствие изменения температуры.

Поляризация не изменяет суммарного заряда в любом макроскопическом объеме внутри однородного диэлектрика. Однако она сопровождается появлением на его поверхности связанных электрических зарядов с некоторой поверхностной плотностью σ. Эти связанные заряды создают в диэлектрике дополнительное макроскопическое поле с напряженностью Е1, направленное против внешнего поля с напряженностью Е0. Результирующая напряженность поля Е внутри диэлектрика .

Диэлектрическая проницаемость — величина, позволяющая оценить способность материала создавать электрическую емкость. Относительная диэлектрическая проницаемость входит в величину абсолютной диэлектрической проницаемости. Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости — величина, дающая возможность оценить характер изменения диэлектрической проницаемости, а следовательно, и емкости изоляции с изменением температуры. Тангенс угла диэлектрических потерь — величина, определяющая потери мощности в диэлектрике, работающем при переменном напряжении/

Схема 4.1.

Фотополяризация

Пирополяризация

Пьезополяризация

Дипольная

Ионная

Электронная

Объемно-зарядная

(миграционная)

Тепловая (релаксационная)

Остаточная

Спонтанная

Фотополяризация

Пирополяризация

Упругая (деформационная)

Макроскопическая

Микроскопическая

Пьезополяризация

Существующая без внешних воздействий

Вызванная неэлектрическим воздействием

Индуцированная электрическим полем

Электрическая поляризация


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65032. Их-Засаг - «Великая Яса» 53 KB
  Великая Яса Монголы один из древнейших народов Центральной Азии имеющий богатую историю и внесший свой вклад в развитие мировой цивилизации. Одновременно на Великом курултае в том же году был принята Великая Яса Чингисхана...
65033. Аноним Искандара как генеалогический источник 83.5 KB
  Согласно Анониму в начале своего правления Узбек назначил Сасы Буку сына Нокая правителем улуса Орды. Также интерес вызывают новые данные о правителе улуса Ордаэджена: КалакКубак сын Мангитая Макидая стал правителем улуса в 1320-1321 и еще правил в 1327-1328...
65034. Концепция базы данных “Дипломатические документы постордынских государств Джучиева улуса” 31.5 KB
  Это позволяет рассматривать сохранившиеся архивные материалы как один документальный массив и следовательно пытаться анализировать не отдельные ярлыки и письма а их совокупность проводить формальный анализ именно комплекса документов.
65035. Как называть Золотую Орду? 49.5 KB
  Как называть Золотую Орду Под названием Золотая Орда обычно мы подразумеваем государство существовавшее в XIII XV веках на обширной территории с центром в Нижнем Поволжье. Золотая Орда в мировой геополитике играла ведущую роль.
65036. РУСЬ И СТЕПЬ 643.5 KB
  Эти встречи со степью и определяли причудливые изгибы исторических судеб Руси. Соседство со степными просторами предопределило же превращение Руси в Россию когда восторжествовав наконец над Золотой Ордой русский народ приступил к освоению необъятных пространств Евразии.
65037. Золотоордынский город Сарай и роль ханской власти в его истории 32.5 KB
  Особенно большое внимание проблемам возникновения, развития и упадка джучидских городов и роли центральной власти в их судьбах уделял Г.А. Федоров-Давыдов.
65038. К вопросу о хронологии и топографии Селитренного городища эпохи Тохтамыша (1380 – 1396 гг.) 43.5 KB
  Для исследования использовались помимо публикаций материала отчеты Поволжской археологической экспедиции ПАЭ и каталог коллекции монет с Селитренного городища за 1965-1997 гг. Федоровым-Давыдовым 4932 медных и 112 серебряных монет.
65039. СЕЛИТРЕННОЕ ГОРОДИЩЕ: ХРОНОЛОГИЯ И ТОПОГРАФИЯ 254 KB
  Исследование округи Селитренного городища также актуально так как эта тема ещё не была объектом изучения. Целью диссертационной работы является изучение хронологии и топографии Селитренного городища.
65040. Неизвестное сочинение ХIII века 73.5 KB
  Речь идет о вымышленной биографии Чингисхана насыщенной фантастическими эпизодами. Римскую курию интересовал прогноз на будущее: кто они монголы Кто ими правит и к чему они стремятся И хотя брат Иоанн не скрывает каким образом ему удалось получить различные сведения о монголах имя самого...