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

31 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

10768. ЭЙНШТЕЙН: МЕЖДУ ФИЗИКОЙ И ФИЛОСОФИЕЙ 112 KB
  В год Эйнштейна, ознаменованный столетним юбилеем со времени появления его трех основополагающих статей, уместно еще раз обратиться к проблеме взаимоотношения физики и философии в трудах классика современной теоретической физики
10770. Оформление документов в MS Word 482 KB
  Лабораторная работа №4 Оформление документов в MS Word Цель: Освоить режимы работы с документом в целом: изменение параметров страниц вставка разрывов нумерации и колонтитулов предварительный просмотр печать документа. Рекомендации к выполнению Форматирование док...
10771. Представление документов в газетном стиле 167 KB
  Лабораторная работа №5 Представление документов в газетном стиле Цель: научиться разбивать текст на несколько колонок изменять количество колонок в документе изменять ширину колонок и промежутков между ними. Рекомендации к выполнению Колонки Колонки это не
10772. Создание и редактирование таблиц в документах 424.5 KB
  Лабораторная работа №6 Создание и редактирование таблиц в документах Цель: Освоить приемы создания и обработки таблиц в Microsoft Word. Рекомендации к выполнению Абзацные отступы и символы табуляции не всегда позволяют сделать необходимую разметку документа. Для сост
10773. Представление графических объектов в MS Word 387.5 KB
  Лабораторная работа №7 Представление графических объектов в MS Word Цель: Освоить возможности вставки и редактирования графических объектов в Microsoft Word Рекомендации к выполнению Работа с графикой в процессоре Microsoft Word может строиться по направлениям: Вставка объект...
10774. Ввод и редактирование формул в MS Word 301.5 KB
  Лабораторная работа №8 Ввод и редактирование формул в MS Word Цель: Освоить принципы работы по созданию и редактированию формул в Microsoft Word Рекомендации к выполнению Варианты запуска редактора формул: Первый вариант запуска команда: Вставка / Объект / Microsoft Equation 3.0 и
10775. Оформление научных документов (рефератов, курсовых, дипломных работ) 320.5 KB
  Лабораторная работа №9 Оформление научных документов рефератов курсовых дипломных работ Цель: Освоить правила создания оглавлений сносок ссылок на литературу подписей рисунков и таблиц для оформления научных работ в Microsoft Word. Рекомендации к выполнению Пользов
10776. Шаблоны и стили оформления в MS Word 296.5 KB
  Лабораторная работа №10 Шаблоны и стили оформления в MS Word Цель: Иметь представление о шаблонах и стилях в оформлении документов научиться создавать свои шаблоны Microsoft Word. Рекомендации к выполнению Деловые документы отчеты письма приглашения бланки и пр. часто име...