Wat is de diëlektrische sterkte van een diëlektricum? Laten we proberen deze term te begrijpen, om de kenmerken van deze indicator te identificeren.
Definities
Diëlektrica zijn stoffen die elektriciteit niet goed of volledig geleiden. De waarde van de dichtheid in een dergelijke substantie van ladingsdragers (elektronen) is niet groter dan 108 stuks per kubieke centimeter. Het belangrijkste kenmerk van elektrische isolatiematerialen is hun vermogen om te polariseren in een extern veld. Diëlektrica omvatten gasvormige stoffen, verschillende harsen, glas en polymere materialen. De chemisch zuivere isolator is water.
Diëlektrische kenmerken
Deze groep omvat pyro-elektriciteit, ferro-elektriciteit, relaxors, piëzo-elektriciteit. Passieve en actieve eigenschappen van dergelijke materialen worden actief gebruikt in moderne technologie, dus we zullen er meer in detail op ingaan.
De passieve eigenschappen van isolatoren zijn van toepassing wanneer ze worden gebruikt in conventionele condensatoren.
Elektrische isolatiematerialen zijn diëlektrica die het verlies van elektrische ladingen niet toestaan. Met hun hulp is het mogelijk om elektrische circuits van elkaar te scheiden, delen van apparaten van geleidende delen. In dergelijke situatiespermittiviteit heeft geen speciale rol.
Actieve (gecontroleerde) diëlektrica zijn pyro-elektriciteit, ferro-elektriciteit, elektroluminoforen, materialen voor rolluiken en emitters in lasertechnologie.
De vraag naar diëlektrische materialen neemt elk jaar toe. De reden is de toename van de capaciteit van industriële ondernemingen en commerciële instellingen.
Bovendien kan de toegenomen vraag naar diëlektrica worden verklaard door de toename van het aantal communicatiemiddelen en verschillende elektrische apparaten.
In de technologie is de elektrische sterkte van isolatoren van bijzonder belang, in verband met de rangschikking van moleculen en atomen in het kristalrooster.
Classificatie
Onder verschillende omstandigheden kan het diëlektrische materiaal verschillende isolerende eigenschappen vertonen, wat de reikwijdte van de toepassing bepa alt. De diëlektrische sterkte verandert bijvoorbeeld met de temperatuur.
Afhankelijk van de structuur worden organische en anorganische elektrische isolatiematerialen onderscheiden.
Naarmate de elektrische industrie zich ontwikkelde, nam ook de productie van diëlektrische materialen uit mineralen toe. De technologie is onlangs zo sterk verbeterd dat het mogelijk is geweest om de productiekosten aanzienlijk te verlagen, met als resultaat dat minerale diëlektrica chemische en natuurlijke materialen hebben vervangen.
Minerale diëlektrische materialen
Dergelijke verbindingen omvatten:
- Installatie, alkaline, lamp,condensatorglazen, bestaande uit een mengsel van verschillende oxiden. Bij het maken van oxiden van aluminium, calcium, silicium neemt de elektrische sterkte van het materiaal toe.
- Glasglazuur is een materiaal waarbij een dun laagje glazuur op een metalen oppervlak wordt aangebracht.
- Lichtgeleiders, een speciaal type lichtgeleidende glasvezel.
- Keramische artikelen.
- Mica.
- Asbest.
Ondanks zo'n verscheidenheid aan elektrische isolatiematerialen, is het lang niet altijd mogelijk om het ene diëlektricum door een ander te vervangen.
De elektrische sterkte van de isolatie is een belangrijke eigenschap, maar het is niet het enige waar u op moet letten bij het selecteren van dergelijke materialen.
Er wordt ook bijzondere aandacht besteed aan thermische, mechanische, andere fysische en chemische eigenschappen, waaronder het vermogen tot verschillende soorten verwerking, kosten, beschikbaarheid van materialen.
Het controleren van de elektrische sterkte van de isolatie wordt uitgevoerd om de maximale veiligheid van de werking van instrumenten en apparaten te garanderen.
Elektrisch isolerende petroleumoliën
Transformatorolie, gebruikt voor stroomtransformatoren, heeft de maximale distributie in de elektrotechniek onder vloeibare isolatiematerialen. Ze vullen de poriën in de vezelige isolatie, de afstand tussen de wikkelingen, verhoogt de diëlektrische sterkte van de isolatie, bevordert de warmteafvoer. Bovendien wordt transformatorolie actief gebruikt in hoogspanningsoliestroomonderbrekers. In dergelijke apparaten, tussen uiteenlopendede contacten van de schakelaar verbreken de elektrische boog, waardoor het boogkanaal snel afkoelt en dooft. Om minerale elektrische isolerende oliën uit aardolie te verkrijgen, wordt olie gebruikt, waarbij de gefaseerde destillatie wordt uitgevoerd met een gefaseerde scheiding van een fractie in elke fase en gedetailleerde zuivering van onzuiverheden met zwavelzuur, gevolgd door wassen en drogen.
De elektrische sterkte van zo'n olie is een waarde die erg gevoelig is voor vocht. Zelfs met een lichte toevoeging van water in de olie wordt een significante afname van deze fysieke hoeveelheid waargenomen. Onder invloed van een elektrisch veld worden druppeltjes geëmulgeerd water naar die plaatsen gezogen waar de veldsterkte een maximale waarde heeft, waardoor een doorslag ontstaat.
Met een scherpe afname van de elektrische sterkte van de olie, bevat deze niet alleen watermoleculen, maar ook vezelachtige onzuiverheden. Ze absorberen water, wat de elektrische eigenschappen van het vloeibare diëlektricum aanzienlijk beïnvloedt.
Kabeloliën
Ze worden gebruikt bij de productie van elektrische stroomkabels. Wanneer hun papierisolatie wordt geïmpregneerd met olie, neemt de verwijdering van warmteverliezen toe.
Er zijn verschillende soorten kabelolie. Voor het impregneren van stroomkabels van aluminium en loodmantels wordt bijvoorbeeld olie van het merk KM-25 gebruikt, die een kinematische viscositeit heeft van minimaal 23 millimeter per seconde, een vloeipunt van niet meer dan 1000 graden. Om de viscositeit van de olie te verhogen, wordt er hars aan toegevoegd ofsynthetisch verdikkingsmiddel.
Voordat u een diëlektricum gebruikt, moet u de diëlektrische sterkte van de isolatie testen.
Vloeibare synthetische diëlektrica
Deze elektrische isolatiematerialen zijn in sommige opzichten superieur aan aardolie. Ze hebben de neiging tot elektrische veroudering, wat de eigenschappen negatief beïnvloedt onder invloed van een elektrisch veld met verhoogde intensiteit.
Om dit probleem aan te pakken, zijn condensatoren geïmpregneerd met een polair vloeibaar diëlektricum.
Het controleren van de elektrische sterkte is een verplichte maatregel om het meest effectieve type isolator te selecteren.
Gechloreerde koolwaterstoffen
Ze worden verkregen uit verschillende koolwaterstoffen door een of meer waterstofatomen te vervangen door chloor. Het meest voorkomende type van dergelijke diëlektrica is gechloreerd bifenyl. Het heeft een hoge viscositeit, heeft de belangrijkste kenmerken die overeenkomen met GOST. De elektrische sterkte van deze isolator is hoger dan die van andere niet-polaire petroleumoliën, daarom wordt het volume van de condensator bij gebruik bijna gehalveerd. Een van de voordelen van gechloreerde bifenylen is hun onbrandbaarheid, en de nadelen zijn toxiciteit en hoge kosten.
Onder goedkope huishoudelijke materialen met uitstekende isolerende eigenschappen, belichten we een mengsel van isobuteen en zijn isomeren (octol), verkregen als resultaat van het kraken van olie.
Natuurlijke isolatoren
Rosin,dat is een brosse hars verkregen uit hars, bevat organische zuren in zijn samenstelling. Het lost goed op in aardolie en wordt gebruikt als afdichtings- en impregneermiddel voor kabels.
Een dunne laag plantaardige olie, die op het oppervlak van het materiaal v alt, vormt een dunne film, waardoor de isolerende eigenschappen van het onderdeel toenemen.
Oorzaken van verlies van elektrische sterkte
In die diëlektrica die in de praktijk worden gebruikt, zijn er gratis kosten. Als elektronen bewegen, neemt de elektrische geleidbaarheid toe. Omdat er weinig ladingen zijn, doorstaan de isolatoren deze test met succes. De elektrische sterkte van isolatoren bepa alt de belangrijkste gebieden van hun industriële toepassing.
Isolatie is nodig voor stroomisolatie, temperatuurregeling, elektrische veldsterkte, andere kenmerken die apparaten en apparaten hebben.
Als piëzo-elektrisch wordt gebruikt als diëlektricum in een condensator, verandert het zijn lineaire eigenschappen onder invloed van een wisselspanning en verandert het in een generator van ultrasone trillingen.
Conclusie
Technologie en werkingskenmerken van radio-elektronische en elektrische apparatuur bepalen verschillende vereisten voor de parameters van diëlektrische materialen.
Isolators die voor praktische doeleinden worden gebruikt, hebben weinig elektronen in hun volume, dus bij een constante spanning laten ze een minimale stroom door, de zogenaamde lekstroom.
Als de spanning stijgt,toegepast op de isolatie, zal de waarde van de veldsterkte in het diëlektricum een bepaalde waarde overschrijden, de isolator verliest zijn elektrische isolerende eigenschappen.
De doorstroom die door de isolator vloeit, neemt toe en de weerstand ervan neemt af, waardoor de elektroden kortsluiten.
Dit fenomeen wordt diëlektrische doorslag genoemd. In het geval dat de op het diëlektricum aangelegde spanning een kritische waarde bereikt, wordt een sterke toename van de doorgaande stroom waargenomen, neemt de spanning op de elektroden af, als gevolg van onomkeerbare veranderingen neemt de elektrische weerstand van de isolator af.
Afhankelijk van de parameters van stroom- en energie-isolatie, treedt er een vonk op na een storing, wat leidt tot smelten, branden, barsten en andere veranderingen in zowel het diëlektricum als de elektroden.
Met de juiste selectie van elektrische isolatiematerialen kunt u zorgen voor een soepele werking van elektrische apparaten en technische apparaten.
