Diëlektrisch is een materiaal of substantie die praktisch geen elektrische stroom doorlaat. Deze geleidbaarheid is te wijten aan het kleine aantal elektronen en ionen. Deze deeltjes worden alleen gevormd in een niet-geleidend materiaal wanneer eigenschappen bij hoge temperatuur worden bereikt. Over wat een diëlektricum is en zal worden besproken in dit artikel.
Beschrijving
Elke elektronische of radiogeleider, halfgeleider of geladen diëlektricum laat een elektrische stroom door zichzelf lopen, maar de eigenaardigheid van een diëlektricum is dat er zelfs bij een hoge spanning van meer dan 550 V een kleine stroom in zal vloeien. Een elektrische stroom in een diëlektricum is de beweging van geladen deeltjes in een bepaalde richting (deze kan positief of negatief zijn).
Soorten stromen
De elektrische geleidbaarheid van diëlektrica is gebaseerd op:
- Absorptiestromen - een stroom die met een constante stroom in een diëlektricum vloeit totdat het een evenwichtstoestand bereikt, van richting verandert wanneer het wordt ingeschakeld en wanneer er spanning op wordt toegepast en wanneer het wordt uitgeschakeld. Bij wisselstroom zal de spanning in het diëlektricum er de hele tijd in aanwezig zijn terwijl het in werking is op een elektrisch veld.
- Elektronische geleidbaarheid - de beweging van elektronen onder invloed van een veld.
- Ionische elektrische geleidbaarheid - is de beweging van ionen. Het wordt gevonden in elektrolytoplossingen - zouten, zuren, alkaliën, evenals in veel diëlektrica.
- Molion elektrische geleidbaarheid is de beweging van geladen deeltjes die molionen worden genoemd. Het wordt aangetroffen in colloïdale systemen, emulsies en suspensies. Het fenomeen van molionbeweging in een elektrisch veld wordt elektroforese genoemd.
Isolatiematerialen worden geclassificeerd op basis van hun aggregatietoestand en chemische aard. De eerste zijn onderverdeeld in vast, vloeibaar, gasvormig en stollend. Door chemische aard zijn ze onderverdeeld in organische, anorganische en organo-elementmaterialen.
Elektrische geleidbaarheid van diëlektrica per aggregatietoestand:
- Elektrische geleidbaarheid van gassen. Gasvormige stoffen hebben een vrij lage stroomgeleiding. Het kan optreden in de aanwezigheid van vrij geladen deeltjes, die verschijnen onder invloed van externe en interne, elektronische en ionische factoren: röntgenstraling en radioactieve soorten, botsing van moleculen en geladen deeltjes, thermische factoren.
- Elektrische geleidbaarheid van een vloeibaar diëlektricum. Afhankelijkheidsfactoren: moleculaire structuur, temperatuur, onzuiverheden, de aanwezigheid van grote ladingen elektronen en ionen. De elektrische geleidbaarheid van vloeibare diëlektrica hangt grotendeels af van de aanwezigheid van vocht en onzuiverheden. De geleidbaarheid van elektriciteit van polaire stoffen wordt zelfs gecreëerd met behulp van een vloeistof met gedissocieerde ionen. Bij het vergelijken van polaire en niet-polaire vloeistoffen,de eerste hebben een duidelijk voordeel in geleidbaarheid. Als de vloeistof wordt ontdaan van onzuiverheden, zal dit bijdragen aan een afname van de geleidende eigenschappen. Met een toename van de geleidbaarheid van een vloeibare stof en zijn temperatuur, treedt een afname van de viscositeit op, wat leidt tot een toename van de mobiliteit van ionen.
- Vaste diëlektrica. Hun elektrische geleidbaarheid wordt bepaald als de beweging van geladen diëlektrische deeltjes en onzuiverheden. In sterke elektrische stroomvelden wordt elektrische geleidbaarheid gedetecteerd.
Fysische eigenschappen van diëlektrica
Wanneer de soortelijke weerstand van het materiaal minder is dan 10-5 Ohmm, kunnen ze worden toegeschreven aan geleiders. Indien meer dan 108 Ohmm - naar diëlektrica. Er zijn gevallen waarin de soortelijke weerstand vele malen groter zal zijn dan de weerstand van de geleider. In het interval 10-5-108 Ohmm is er een halfgeleider. Metaalmateriaal is een uitstekende geleider van elektrische stroom.
Van het hele periodiek systeem behoren slechts 25 elementen tot niet-metalen, en 12 daarvan hebben misschien de eigenschappen van een halfgeleider. Maar natuurlijk zijn er naast de stoffen van de tafel nog veel meer legeringen, samenstellingen of chemische verbindingen met de eigenschap van een geleider, halfgeleider of diëlektricum. Op basis hiervan is het moeilijk om een bepaalde grens te trekken tussen de waarden van verschillende stoffen met hun resistenties. Met een lagere temperatuurfactor zal een halfgeleider zich bijvoorbeeld gedragen als een diëlektricum.
Toepassing
Het gebruik van niet-geleidende materialen is zeer uitgebreid, omdat het een van de meest gebruikte soorten iselektrische componenten. Het is vrij duidelijk geworden dat ze dankzij de eigenschappen in actieve en passieve vorm kunnen worden gebruikt.
In passieve vorm worden de eigenschappen van diëlektrica gebruikt voor gebruik in elektrisch isolatiemateriaal.
In hun actieve vorm worden ze gebruikt in ferro-elektriciteit, evenals in materialen voor emitters van lasertechnologie.
Basis diëlektrica
Veel voorkomende soorten zijn:
- Glas.
- Rubber.
- Olie.
- Asf alt.
- Porselein.
- Quartz.
- Lucht.
- Diamond.
- Schoon water.
- Plastic.
Wat is een vloeibaar diëlektricum?
Polarisatie van dit type vindt plaats in het elektrische stroomveld. Vloeibare niet-geleidende stoffen worden in de techniek gebruikt voor het gieten of impregneren van materialen. Er zijn 3 klassen vloeibare diëlektrica:
Aardolieoliën hebben een lage viscositeit en zijn meestal niet-polair. Ze worden vaak gebruikt in hoogspanningsapparatuur: transformatorolie, hoogspanningswater. Transformatorolie is een niet-polair diëlektricum. Kabelolie is toegepast bij het impregneren van isolerende papierdraden met een spanning tot 40 kV, evenals coatings op metaalbasis met een stroomsterkte van meer dan 120 kV. Transformatorolie heeft een schonere structuur dan condensatorolie. Dit type diëlektricum wordt veel gebruikt bij de productie, ondanks de hoge kosten in vergelijking met analoge stoffen en materialen.
Wat is een synthetisch diëlektricum? Momenteel is het bijna overal verboden vanwege de hoge toxiciteit, omdat het wordt geproduceerd op basis van gechloreerde koolstof. Een vloeibaar diëlektricum op basis van organisch silicium is veilig en milieuvriendelijk. Dit type veroorzaakt geen metaalroest en heeft de eigenschappen van een lage hygroscopiciteit. Er is een vloeibaar gemaakt diëlektricum dat een organofluorverbinding bevat die vooral populair is vanwege zijn niet-ontvlambaarheid, thermische eigenschappen en oxidatieve stabiliteit.
En de laatste soort zijn plantaardige oliën. Het zijn zwak polaire diëlektrica, waaronder lijnzaad, castor, tung, hennep. Ricinusolie wordt sterk verhit en wordt gebruikt in papieren condensatoren. De rest van de oliën wordt verdampt. Verdamping daarin wordt niet veroorzaakt door natuurlijke verdamping, maar door een chemische reactie die polymerisatie wordt genoemd. Actief gebruikt in email en verven.
Conclusie
Het artikel besprak in detail wat een diëlektricum is. Verschillende soorten en hun eigenschappen zijn genoemd. Om de subtiliteit van hun kenmerken te begrijpen, moet je natuurlijk het deel van de natuurkunde over hen nader bestuderen.
