Qual è la rigidità dielettrica? Proviamo a capire questo termine, identificare le caratteristiche di questo indicatore.
definire
I dielettrici sono sostanze che fanno maleo non conducono affatto elettricità. Il valore della densità in tale sostanza di portatori di carica (elettroni) non supera i 108 pezzi per centimetro cubo. La caratteristica principale dei materiali isolanti elettrici è la loro capacità di polarizzare in un campo esterno. I dielettrici includono sostanze gassose, varie resine, vetro e materiali polimerici. L'acqua è un isolante chimicamente puro.
Caratteristiche dielettriche
Questo gruppo include piroelettrici,ferroelettrici, rilassanti, piezoelettrici. Nella tecnologia moderna, le proprietà passive e attive di tali materiali vengono utilizzate attivamente, quindi ci soffermeremo su di esse in modo più dettagliato.
Le proprietà passive degli isolanti vengono applicate quando vengono utilizzati nei condensatori convenzionali.
Sono considerati materiali isolanti elettricidielettrici che impediscono la perdita di cariche elettriche. Con il loro aiuto, è possibile separare i circuiti elettrici l'uno dall'altro, parti di dispositivi da parti conduttive. In tali situazioni, la costante dielettrica non gioca un ruolo speciale.
I dielettrici attivi (controllati) sono piroelettrici, ferroelettrici, elettroluminofori, materiali per porte ed emettitori nella tecnologia laser.
La domanda di materiali dielettrici aumenta ogni anno. Il motivo è l'aumento della capacità delle imprese industriali e degli stabilimenti commerciali.
Inoltre, l'aumento della domanda di dielettrici può essere attribuito all'aumento del numero di comunicazioni e di vari dispositivi elettrici.
In tecnologia, la rigidità dielettrica degli isolanti, associata alla disposizione di molecole e atomi nel reticolo cristallino, è di particolare importanza.
classificazione
In varie condizioni materiale dielettricopuò presentare diverse caratteristiche isolanti, il che determina l'ambito della sua applicazione. Ad esempio, la rigidità dielettrica cambia a seconda della temperatura.
A seconda della struttura, si distinguono materiali isolanti elettrici organici e inorganici.
Con lo sviluppo dell'elettricosi formò l'industria e la produzione di materiali dielettrici dai minerali. Di recente, la tecnologia è migliorata così tanto che è stato possibile ridurre significativamente i costi di produzione, di conseguenza i dielettrici minerali hanno sostituito i materiali chimici e naturali.
Materiali dielettrici minerali
Tali composti includono:
- Installazione, alcalina, lampada, vetri del condensatore, costituiti da una miscela di diversi ossidi. Con l'introduzione di ossidi di alluminio, calcio, silicio, la rigidità dielettrica del materiale aumenta.
- Gli smalti per vetro sono materiali in cui un sottile strato di smalto viene applicato su una superficie metallica.
- Guide luminose, che sono un tipo speciale di fibra di vetro che guida la luce.
- Prodotti in ceramica.
- Mica.
- Amianto.
Nonostante una tale varietà di materiali isolanti elettrici, è tutt'altro che sempre possibile sostituire un dielettrico con un altro.
La rigidità dielettrica dell'isolamento è una proprietà importante, ma non è l'unica proprietà che attira l'attenzione quando si selezionano tali materiali.
Particolare attenzione è anche rivolta alle proprietà termiche, meccaniche, altre fisiche e chimiche, compresa la capacità di diversi tipi di lavorazione, costo, disponibilità di materiali.
La prova di rigidità dielettrica viene eseguita al fine di massimizzare la sicurezza del funzionamento di dispositivi e dispositivi.
Oli petroliferi isolanti elettrici
Olio del trasformatore utilizzato per l'alimentazionetrasformatori, ha la massima distribuzione nell'ingegneria elettrica tra i materiali isolanti liquidi. Riempiono i pori dell'isolamento in fibra, la distanza tra gli avvolgimenti, aumenta la rigidità dielettrica dell'isolamento e favorisce la rimozione del calore. Inoltre, l'olio per trasformatori è ampiamente utilizzato negli interruttori automatici dell'olio ad alta tensione. In tali dispositivi, un arco elettrico viene interrotto tra i contatti divergenti dell'interruttore, a seguito del quale il canale dell'arco viene rapidamente raffreddato ed estinto. Per ottenere oli minerali isolanti elettrici di petrolio, viene utilizzato l'olio, effettuando la sua distillazione graduale con una separazione graduale in ogni fase della frazione e una purificazione dettagliata dalle impurità mediante acido solforico, seguita da lavaggio e asciugatura.
La rigidità dielettrica di un tale olio èè un valore molto sensibile all'umidità. Anche con una miscela insignificante di acqua nell'olio, si osserva una significativa diminuzione di questo valore fisico. Sotto l'azione di un campo elettrico, le goccioline di acqua emulsionata vengono attirate in quei luoghi in cui l'intensità del campo ha un valore massimo, a seguito del quale si sviluppa una rottura.
Con una forte diminuzione della rigidità dielettricaoli, contiene non solo molecole d'acqua, ma anche impurità fibrose. Assorbono acqua, che influisce in modo significativo sulle caratteristiche elettriche del fluido dielettrico.
Oli per cavi
Sono utilizzati nella produzione di cavi elettrici. Quando il loro isolamento in carta è impregnato di oli, aumenta la rimozione delle perdite di calore.
Esistono diversi tipi di oli per cavi.Ad esempio, per l'impregnazione di cavi di alimentazione in alluminio e guaine di piombo, viene utilizzato olio del marchio KM-25, che ha una viscosità cinematica di almeno 23 millimetri al secondo e un punto di scorrimento non superiore a 1000 gradi. Per aumentare la viscosità dell'olio, viene aggiunta la colofonia o un addensante sintetico.
Prima di utilizzare il dielettrico, viene eseguita una prova di rigidità dielettrica.
Dielettrici sintetici liquidi
Questi materiali isolanti elettrici sono superiori inalcune caratteristiche degli oli di petrolio. Hanno una tendenza all'invecchiamento elettrico, che influisce negativamente sulle proprietà sotto l'influenza di un campo elettrico di maggiore intensità.
Per far fronte a questo problema, l'impregnazione dei condensatori viene eseguita con un dielettrico liquido polare.
Il controllo della rigidità dielettrica è una misura obbligatoria per selezionare il tipo di isolante più efficace.
Idrocarburi clorurati
Si ottengono da diversi idrocarburi per sostituzioneuno o più atomi di idrogeno con cloro. Il difenile clorurato è il tipo più comune di tale dielettrico. Ha un'alta viscosità, ha caratteristiche di base corrispondenti a GOST. La resistenza elettrica di questo isolante è superiore rispetto ad altri oli di petrolio non polari, quindi, quando lo si utilizza, il volume del condensatore è quasi dimezzato. Tra i vantaggi dei bifenili clorurati, si evidenzia la loro incombustibilità e gli svantaggi sono la tossicità e l'alto costo.
Tra i materiali domestici economici con eccellenti caratteristiche isolanti, individuiamo una miscela di isobutene e suoi isomeri (octolo), ottenuta a seguito del cracking dell'olio.
Isolanti naturali
Colofonia, che è una resina fragile ottenutadalla resina, contiene acidi organici. Si dissolve bene negli oli di petrolio e viene utilizzato come composto riempitivo e impregnante per cavi.
Un sottile strato di olio vegetale, cadendo sulla superficie del materiale, forma un film sottile, aumentando le caratteristiche isolanti del pezzo.
Motivi della perdita di rigidità dielettrica
In quei dielettrici che vengono utilizzati supratica, ci sono spese gratuite. Quando gli elettroni si muovono, la conduttività elettrica aumenta. Poiché ci sono poche spese, gli isolanti superano con successo questo test. La rigidità dielettrica degli isolanti determina le principali aree della loro applicazione industriale.
L'isolamento è necessario per isolare la corrente, regolare la temperatura, l'intensità del campo elettrico e altre caratteristiche dei dispositivi e dei dispositivi.
Se un piezoelettrico viene utilizzato come dielettrico in un condensatore, cambia le sue caratteristiche lineari sotto l'influenza di una tensione alternata, si trasforma in un generatore di vibrazioni ultrasoniche.
conclusione
La tecnologia e le caratteristiche del funzionamento delle apparecchiature elettroniche ed elettriche determinano requisiti diversi per i parametri dei materiali dielettrici.
Gli isolanti praticamente usati hanno pochi elettroni nel loro volume, quindi a una tensione costante passano una corrente minima, chiamata corrente di dispersione.
Se, all'aumentare della tensione applicata all'isolante, il valore dell'intensità di campo nel dielettrico supera un certo valore, l'isolatore perde le sue caratteristiche di isolamento elettrico.
La corrente passante che scorre attraverso l'isolatore aumenta e la sua resistenza diminuisce, provocando un cortocircuito degli elettrodi.
Questo fenomeno è chiamato rottura dielettrica.Nel caso in cui la tensione applicata al dielettrico raggiunga un valore critico, si osserva un forte aumento della corrente passante, la tensione sugli elettrodi diminuisce, a seguito di cambiamenti irreversibili, diminuisce la resistenza elettrica dell'isolatore.
A seconda dei parametri di potenza e isolamento energetico, dopo un guasto si verifica una scintilla, che porta a fusione, combustione, rottura e altri cambiamenti sia nel dielettrico che negli elettrodi.
Con la corretta selezione dei materiali di isolamento elettrico, è possibile garantire il buon funzionamento di apparecchi elettrici e dispositivi tecnici.
