Conductorii într-un câmp electric. Conductorii sunt substanțe caracterizate prin prezența în ele a unui număr mare de purtători liberi de încărcături capabile să se deplaseze sub acțiunea unui câmp electric. Conductorii includ metale, electroliți și cărbune. În metale, purtătorii de taxe libere sunt electronii carcaselor exterioare ale atomilor, care, atunci când atomii interacționează, pierd complet contactul cu atomii lor "proprii" și devin proprietatea întregului conductor ca întreg. Electronii liberi participă la mișcarea termică precum moleculele de gaz și se pot deplasa de-a lungul metalei în orice direcție.
În corpul metalic (Figura 1.4), sub acțiunea unui câmp electric extern cu o putere E, electronii liberi se deplasează spre liniile de tensiune.
Fenomenul separării sarcinilor unui conductor de un câmp electric extern este numit inducție electrostatică.
Ca urmare a separării sarcinilor în conductor, este creat un câmp electric intern cu o tensiune Ee. îndreptată spre exterior. Sub influența câmpului, doar o fracțiune din electronii dirijorului sunt deplasați, ceea ce este necesar pentru crearea Evului. echilibrarea E.
Dacă intensitatea câmpului rezultat în interiorul conductorului ar fi mai mare decât zero, separarea sarcinilor în acțiunea sa ar continua. Nu există câmp electric în interiorul conductorului. Această proprietate în practică este utilizată pentru ecranarea electrostatică, adică protecția unui dispozitiv, de exemplu, a mecanismului de măsurare a dispozitivului, de influența câmpurilor electrice externe. Dispozitivul este plasat într-o carcasă metalică, numită ecran.
Dielectrice într-un câmp electric. În dielectric, practic nu există transportatori cu taxă liberă. Toți purtătorii de sarcină ai dielectricilor fac parte din moleculele lor, sunt interconectați și sub acțiunea unui câmp extern pot fi deplasați doar la distanțe foarte mici: în interiorul unei molecule sau atom.
Multe dielectrice au molecule polar. Când neutralitatea electrică a moleculei în ansamblul ei t și sarcini negative sunt aranjate asim metrică, permițând moleculelor polare să se introducă așa-numitele dipoli electrice, petrecut-polo. E. Ca o pereche de sarcini opuse, situate la o distanță mică unul de altul.
În absența unui câmp extern, moleculele dielectrice sunt orientate arbitrar. În câmpul extern (Figura 1.5)
Două forțe acționează pe fiecare dipol, încercând să-l întoarcă. Deplasarea sarcinilor sau orientarea dipolilor sub acțiunea unui câmp electric se numește polarizarea unui dielectric.
Rezultatul polarizării dielectricului este formarea în el a unui câmp electric intrinsec orientat opus exterior (Figura 1.5).
Dielectricul slăbește câmpul electric. Cantitatea, indicând de câte ori scade puterea câmpului, dacă se utilizează un dielectric în locul unui vid, se numește constanta dielectrică relativă # 949;.
Permeabilitatea dielectrică este una dintre cele mai importante caracteristici ale dielectricilor. Valorile sale pentru diverse materiale sunt date în cărțile de referință. Deci, pentru mica # 949; = 4-6, porțelan 5-7,5, hârtie 2-3, sticlă 5,5-10, aer 1, etc.
Sub influența unui câmp electric într-un dielectric, o parte din energia câmpului este împrăștiată, care este transformată în căldură. Valoarea acestei energii pe unitate de timp (putere) este de obicei numită pierdere dielectrică. Pierderile dielectrice într-un câmp electric constant se datorează curentului care trece prin dielectric (într-un dielectric real există întotdeauna o cantitate mică de purtători de taxă liberă care creează un curent). În câmpul alternativ, se adaugă la acestea pierderile asociate cu polarizarea di-electricului.
Pierderile dielectrice determină încălzirea structurilor izolatoare ale instalațiilor electrice și agravarea condițiilor de funcționare a acestora.
Pe de altă parte, încălzirea unor substanțe datorate pierderilor dielectrice este utilizată pentru uscarea sau accelerarea reacțiilor chimice.
Dielectricii își păstrează proprietățile de izolare electrică până la anumite valori ale intensității câmpului. Când se testează dielectricul, crescând intensitatea câmpului electric, atinge valorile la care are loc descompunerea dielectricului (distrugerea acestuia prin acțiunea unui câmp electric puternic). câmp încordate-Ness la care are loc defalcare dielectrică este numit EBR defalcare de tensiune sau a rigidității dielectrice, și tensiunea, tensiunea de străpungere - tensiunea de străpungere, se UBR. .
Rezistența electrică este proprietatea principală a di-electricilor. Puterea electrică a aerului într-un câmp omogen este de 30 kV / cm, portelanul este de 150 kV / cm, mica este de 500 kV / cm, etc.
Forțele de lucru ale dielectricilor sunt luate de mai multe ori (de exemplu, de 3 ori) mai puțin decât rezistența lor electrică pe baza cerințelor de fiabilitate.
Materiale electroizolante. Porțiuni de dispozitive electrice având diferite potențiale (linii de sârmă electrice, înfășurările transformatoarelor, generatoarelor etc. stâlpi. D.) sunt izolate una de alta și de la sol cu materiale speciale, care sunt numite-vayutsya izolatoare. Dielectrici gazoși, lichizi și solizi sunt utilizați ca materiale izolatoare electrice.
Din dielectricii gazoși, aerul care are mici conductivități electrice și pierderi dielectrice este de cea mai mare importanță. Cu toate acestea, rezistența electrică a aerului este mult mai scăzută decât cea a celor mai dielectrice lichide și solide.
dielectrici lichide (uleiuri petroliere, fluide-sin cal) au bune proprietăți de izolare electrică a, cu stingerea lor arc se realizează folosind un înaltă tensiune întrerupătoare de circuit și dispozitive de răcire cu ulei sub presiune (datorită circulației uleiului). Dezavantajul dielectricilor lichizi este scăderea bruscă a proprietăților de izolație electrică atunci când sunt umezite și contaminate.
Dintre dielectricii solizi în dispozitivele electrice se utilizează:
Materiale izolante fibroase (textile, fibra de sticla, carton, hârtie, etc.) - pentru electric TION de fire, cabluri, mașini electrice, aparate, în fabricarea lăcuită, tuburi flexibile, laminate, etc;..
Laminates obținute prin hârtie de compresie în timp personal lianti (hârtie), materiale textile (pentru text aprins, fibra de sticla) pentru a face panouri, Ba-ble de circuite imprimate, carcase, garnituri și alte părți;
mica și mica - ca dielectric principal al condensatoarelor și izolației interelectrode în lămpi electronice, precum și pentru izolarea mașinilor electrice în cazurile în care este necesară o fiabilitate sporită;
cauciuc - pentru izolarea electrică a firelor și cablurilor, fabricarea tuburilor flexibile, garniturilor;
materiale plastice - pentru fabricarea de accesorii și componente care necesită o combinație de proprietăți electrice și mecanice bune, aparate și aparate electrice, mașini electrice mici și transformatoare;
materiale ceramice - pentru fabricarea izolatoarelor de înaltă tensiune, a condensatoarelor, a bobinelor, a prizelor de priză.
Un grup special de dielectrice solide sunt feroelectrice și electrete. Feroelectricilor (sare Rochelle, titanat de bariu), spre deosebire de dielec conventionale - Rikov au capacitatea de a automat (fără un câmp electric extern) polarizat. Ele au o dependență puternică de permitivitatea dielectrică la intensitatea, presiunea și temperatura câmpului, precum și la valori mari ale permitivității relative.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: