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

61248. Перша зустріч 729.47 KB
  Мета: Познайомити учнів із значенням комп’ютера в житті людини можливостями комп’ютера правилами поведінки та технікою безпеки в комп’ютерному класі; розвивати мислення увагу; виховувати допитливість інтерес до навчання дбайливе ставлення до обладнання в кабінеті.
61250. WHO (World Health Organization) 26.03 KB
  WHO was founded in 1948. In 1946 the United Nations held an International Health Conference in New York. There the Constitution of WHO was signed by 61 countries. Now-there are 150 member-states. Membership is open to all countries.
61252. Форматування диску 16.79 KB
  Мета: Теоретичні та практичні аспекти форматування диску. Програмне забезпечення для виконання форматування. Форматування диску це запис на диск певної службової інформації для забезпечення зручної і надійної роботи з інформацією що повинна зберігатися на диску.
61253. Времена года. Погода 20.02 KB
  Цель урока: вывести учащихся на творческий уровень владения темой (свободное владение лексическим и грамматическим материалом в рамках пройденной темы).
61256. Современный урок истории и требования к нему. Ивана III - Государь всея Руси 36.56 KB
  Цель урока: проследить процесс завершения объединения Северо-Восточной Руси вокруг Москвы; раскрыть историческое значение свержения ига золотоордынских ханов. Правление Ивана III. III. Правление Ивана III.