Quina és la rigidesa dielèctrica d'un dielèctric? Intentem entendre aquest terme per identificar les característiques d'aquest indicador.
Definicions
Els dielèctrics són substàncies que no condueixen bé ni completament l'electricitat. El valor de la densitat d'aquesta substància de portadors de càrrega (electrons) no supera les 108 peces per centímetre cúbic. La característica principal dels materials aïllants elèctrics és la seva capacitat de polaritzar-se en un camp extern. Els dielèctrics inclouen substàncies gasoses, diverses resines, vidre i materials polimèrics. L'aïllant químicament pur és l'aigua.
Característiques dielèctriques
Aquest grup inclou els piroelèctrics, ferroelèctrics, relaxants i piezoelèctrics. Les propietats passives i actives d'aquests materials s'utilitzen activament en la tecnologia moderna, de manera que ens detenem amb més detall.
Les propietats passives dels aïllants s'apliquen quan s'utilitzen en condensadors convencionals.
Els materials aïllants elèctrics són dielèctrics que no permeten la pèrdua de càrregues elèctriques. Amb la seva ajuda, és possible separar els circuits elèctrics entre si, parts dels dispositius de les parts conductores. En aquestes situacionsla permisivitat no té cap paper especial.
Els dielèctrics actius (controlats) són piroelèctrics, ferroelèctrics, electroluminòfors, materials per a persianes i emissors en tecnologia làser.
La demanda de materials dielèctrics augmenta cada any. El motiu és l'augment de la capacitat de les empreses industrials i les institucions comercials.
A més, l'augment de la demanda de dielèctrics es pot explicar per l'augment del nombre de comunicacions i de diversos aparells elèctrics.
En tecnologia, la força elèctrica dels aïllants té una importància especial, associada amb la disposició de les molècules i els àtoms a la xarxa cristal·lina.
Classificació
En diferents condicions, el material dielèctric pot presentar diferents característiques aïllants, la qual cosa determina l'abast de la seva aplicació. Per exemple, la rigidesa dielèctrica canvia amb la temperatura.
Depenent de l'estructura, es distingeixen els materials aïllants elèctrics orgànics i inorgànics.
A mesura que es va desenvolupar la indústria elèctrica, també ho va fer la producció de materials dielèctrics a partir de minerals. La tecnologia ha millorat tant recentment que ha estat possible reduir significativament el cost de producció, com a resultat, els dielèctrics minerals han substituït els materials químics i naturals.
Materials dielèctrics minerals
Aquests compostos inclouen:
- Instal·lació, alcalí, làmpada,gots de condensador, que consisteixen en una barreja de diferents òxids. Quan es fabriquen òxids d'alumini, calci, silici, la força elèctrica del material augmenta.
- Els esm alts de vidre són materials en què s'aplica una fina capa d'esm alt a una superfície metàl·lica.
- Guies de llum, que són un tipus especial de fibra de vidre conductora de la llum.
- Articles de ceràmica.
- Mica.
- Amiant.
Malgrat tanta varietat de materials aïllants elèctrics, no sempre és possible substituir un dielèctric per un altre.
La força elèctrica de l'aïllament és una propietat important, però no és l'única cosa a la qual cal prestar atenció a l'hora de seleccionar aquests materials.
També es presta una atenció especial a les propietats tèrmiques, mecàniques i altres físiques i químiques, inclosa la capacitat de diversos tipus de processament, el cost i la disponibilitat de materials.
La comprovació de la resistència elèctrica de l'aïllament es realitza per tal de garantir la màxima seguretat en el funcionament d'instruments i aparells.
Olis de petroli aïllants elèctrics
L'oli de transformador, utilitzat per als transformadors de potència, té la màxima distribució en enginyeria elèctrica entre els materials aïllants líquids. Omplen els porus de l'aïllament fibrós, la distància entre els bobinatges, augmenta la rigidesa dielèctrica de l'aïllament, afavoreix l'eliminació de la calor. A més, l'oli del transformador s'utilitza activament en els interruptors d'oli d' alta tensió. En aquests dispositius, entre divergentsels contactes de l'interruptor trenquen l'arc elèctric, de manera que el canal d'arc es refreda i s'apaga ràpidament. Per a l'obtenció d'olis aïllants elèctrics minerals de petroli, s'utilitza oli, realitzant la seva destil·lació per etapes amb una separació per fases d'una fracció en cada etapa i purificació detallada de les impureses amb àcid sulfúric, seguida de rentat i assecat..
La força elèctrica d'aquest oli és un valor molt sensible a la humitat. Fins i tot amb una lleugera barreja d'aigua a l'oli, s'observa una disminució significativa d'aquesta quantitat física. Sota l'acció d'un camp elèctric, les gotes d'aigua emulsionada s'arrepen a aquells llocs on la intensitat del camp té un valor màxim, com a resultat de la qual cosa es desenvolupa una ruptura.
Amb una forta disminució de la força elèctrica de l'oli, conté no només molècules d'aigua, sinó també impureses fibroses. Absorbeixen aigua, la qual cosa afecta significativament les característiques elèctriques del dielèctric líquid.
Oli per cable
S'utilitzen en la producció de cables d'alimentació elèctrica. Quan el seu aïllament de paper s'impregna amb olis, augmenta l'eliminació de les pèrdues de calor.
Hi ha diferents tipus d'olis de cable. Per exemple, per a la impregnació de cables d'alimentació d'alumini i beines de plom, s'utilitza oli de la marca KM-25, que té una viscositat cinemàtica d'almenys 23 mil·límetres per segon, un punt d'aigua no superior a 1000 graus. Per augmentar la viscositat de l'oli, s'hi afegeix colofonia oespessidor sintètic.
Abans d'utilitzar un dielèctric, prova la rigidesa dielèctrica de l'aïllament.
Dielèctrics sintètics líquids
Aquests materials aïllants elèctrics són superiors en alguns aspectes als olis de petroli. Tenen tendència a l'envelliment elèctric, que afecta negativament les propietats sota la influència d'un camp elèctric d'intensitat augmentada.
Per fer front a aquest problema, els condensadors estan impregnats amb un dielèctric líquid polar.
Comprovar la força elèctrica és una mesura obligatòria per seleccionar el tipus d'aïllant més eficaç.
Hidrocarburs clorats
S'obtenen a partir de diversos hidrocarburs substituint un o més àtoms d'hidrogen per clor. El tipus més comú d'aquests dielèctrics és el bifenil clorat. Té una alta viscositat, té les principals característiques corresponents a GOST. La força elèctrica d'aquest aïllant és superior a la d' altres olis de petroli no polars, per tant, quan s'utilitza, el volum del condensador es redueix gairebé a la meitat. Entre els avantatges dels bifenils clorats, destaquem la seva incombustibilitat, i els desavantatges són la toxicitat i l' alt cost.
Entre els materials domèstics econòmics i amb excel·lents característiques aïllants, destaquem una barreja d'isobutè i els seus isòmers (octol), obtinguda com a conseqüència del craqueig del petroli.
Aïllants naturals
Rosin,que és una resina trencadissa obtinguda a partir de la resina, conté àcids orgànics en la seva composició. Es dissol bé en olis de petroli i s'utilitza com a compostos de segellat i impregnació de cables.
Una fina capa d'oli vegetal, que cau a la superfície del material, forma una pel·lícula fina, augmentant les característiques aïllants de la peça.
Causes de pèrdua de força elèctrica
En aquells dielèctrics que s'utilitzen a la pràctica, hi ha càrrecs gratuïts. A mesura que els electrons es mouen, la conductivitat elèctrica augmenta. Com que hi ha poques càrregues, els aïllants superen aquesta prova amb èxit. La força elèctrica dels aïllants determina les principals àrees de la seva aplicació industrial.
L'aïllament és necessari per a l'aïllament del corrent, el control de la temperatura, la intensitat del camp elèctric i altres característiques que tenen els dispositius i dispositius.
Si s'utilitza un piezoelèctric com a dielèctric en un condensador, canvia les seves característiques lineals sota la influència d'una tensió alterna, es converteix en un generador de vibracions ultrasòniques.
Conclusió
La tecnologia i les característiques de funcionament dels equips radioelectrònics i elèctrics determinen diferents requisits per als paràmetres dels materials dielèctrics.
Els aïllants utilitzats amb finalitats pràctiques tenen pocs electrons en el seu volum, de manera que a una tensió constant passen un corrent mínim, anomenat corrent de fuga.
Si la tensió augmenta,aplicat a l'aïllament, el valor de la intensitat de camp en el dielèctric superarà un cert valor, l'aïllant perdrà les seves característiques d'aïllament elèctric.
El corrent passant per l'aïllant augmenta i la seva resistència disminueix, provocant un curtcircuit dels elèctrodes.
Aquest fenomen s'anomena ruptura dielèctrica. En el cas que la tensió aplicada al dielèctric assoleixi un valor crític, s'observa un fort augment del corrent passant, la tensió als elèctrodes disminueix, com a conseqüència de canvis irreversibles, la resistència elèctrica de l'aïllant disminueix.
Depenent dels paràmetres d'aïllament de potència i energia, es produeix una espurna després d'una avaria, que provoca la fusió, la crema, l'esquerdament i altres canvis tant en el dielèctric com en els elèctrodes.
Amb la selecció adequada de materials aïllants elèctrics, podeu garantir el bon funcionament dels aparells elèctrics i dispositius tècnics.
