Procesele de polarizare a deplasării încărcăturilor legate în materie până la momentul stabilirii stării de echilibru se desfășoară în timp, creând curenți de polarizare în dielectrici. Curenții de deplasare a încărcăturilor legate de elasticitate pentru polarizările de electroni și ioni sunt atât de scurte încât nu pot fi fixate de instrument. Curenții de deplasare a diferitelor tipuri de polarizare întârziată observate într-un număr mare de dielectrice tehnice sunt numite curenți de absorbție. La o tensiune constantă, curenții de absorbție, schimbând direcția lor, curg doar în momentele de pornire și oprire a tensiunii; la o tensiune alternativă, acestea curg în timpul întregului timp în care materialul se află în câmpul electric.
Prezența unui număr mic de sarcini gratuite în izolatoarele tehnice conduce la apariția unor curenți slabi în curent. Curentul de scurgere într-un dielectric tehnic este suma curentului prin curent și a celui de absorbție
Fig. 3. Dependența curentului de scurgere printr-un dielectric la timp
După terminarea proceselor de polarizare prin dielectric, se vor efectua doar fluxurile de curent. Curenții Bias care trebuie luate în considerare în măsurătorile de conductivitate dielectrice datorită faptului că, atunci când expunerea Neboli-xOy proba dielectric sub tensiune în mod normal înregistrate nu numai prin curent, dar, de asemenea, să însoțească conductivă absorbția sa actuală, astfel, poate da incorecte reprezentare-Leniye de conductivitate mare . Conductivitatea unui dielectric la o tensiune constantă este determinată de curentul intermediar.
Cu o tensiune alternativă, conductivitatea activă este determinată nu numai de curentul prin curent, dar și de componentele active ale curenților de absorbție.
Figura 4. Conductivitatea dielectricilor cu câmpurile variabile f1 O caracteristică a conductivității electrice a dielectricilor în majoritatea cazurilor este natura sa non-electronică (ionică). Adevărata rezistență a dielectricului este Ris. care determină curentul intermediar, poate fi calculată prin următoarea formulă: unde iout este curentul de scurgere observat; U - tensiunea aplicată; iab este curentul total de absorbție. Deoarece determinarea curenților de absorbție chiar specii de polarizare reprezentate încetinit apar unele dificultăți Accom-tență dielectric, de obicei, calculat ca raportul obținut prin împărțirea tensiunii de curent, măsurat la un minut după-includere a tensiunilor și a primit peste o prin curent. Pentru materialele electroizolante solide, este necesar să se facă distincția între conductivitatea în vrac și suprafață. Pentru o evaluare comparativă a volumului și a conductivității de suprafață a diferitelor materiale, se utilizează rezistivitatea volumului specific și rezistența specifică la suprafață. Conductivitatea volumetrică specifică poate fi determinată din rezistența volumică specifică, iar conductivitatea specifică a suprafeței poate fi determinată de la rezistența specifică la suprafață. volum egal cub de rezistență pe termen SI rezistivitate volumară de 1 m, tăiate mental din materialul de testare (în cazul în care curentul trece prin cubul de una dintre fețele sale opuse) înmulțit cu 1 m. Rezistența specifică a suprafeței este egală cu rezistența unui pătrat (de orice dimensiuni) izolat mental pe suprafața materialului, dacă curentul trece printr-un pătrat de la o parte la partea opusă. Conductibilitatea totală a unui dielectric solid, care corespunde rezistenței sale de izolație, este compusă din conducție în vrac și de suprafață. Conductivitatea electrică a materialelor izolatoare este determinată de starea substanței: gazoasă, lichidă sau solidă și, de asemenea, depinde de umiditate și temperatura ambiantă. Unele dintre efectele asupra conductivității dielectrice sunt de asemenea exercitate de intensitatea câmpului din proba la care se efectuează măsurarea. Pierderile dielectrice sunt puterea disipată într-un dielectric atunci când se aplică un câmp electric și provoacă încălzirea dielectricului. Pierderile din dielectric sunt observate atât sub tensiuni alternante, cât și la solicitări constante, deoarece un curent de curent este detectat în material datorită conductivității. În cazul unei tensiuni constante, atunci când nu există o polarizare periodică, calitatea materialului este caracterizată, după cum sa arătat mai sus, de valorile volumului specific și ale rezistențelor de suprafață. Cu tensiune alternativă, este necesar să se utilizeze și alte caracteristici ale calității materialului, deoarece în acest caz, în plus față de curentul curent, există alte cauze care cauzează pierderi în dielectric. Pierderile dielectrice din materialul izolator electric pot fi caracterizate prin puterea disipată, pe unitate de volum sau prin pierderi specifice; mai des pentru a evalua capacitatea unui dielectric de a disipa puterea într-un câmp electric, utilizați unghiul de pierdere dielectric, precum și tangenta acestui unghi. Unghiul pierderilor dielectrice este unghiul care completează până la 90 ° unghiul de schimbare a fazelor dintre curentul și tensiunea din circuitul capacitiv. Pentru un dielectric ideal, vectorul curentului într-un astfel de circuit va depăși vectorul de tensiune cu 90 °, iar unghiul de pierdere dielectric va fi zero. Cu cât este mai mare puterea disipată în dielectric, schimbându-se în căldură, cu atât este mai mic unghiul de deplasare a fazei și cu atât este mai mare unghiul și funcția sa este bronzată. Este posibil să se explice apariția unghiului de pierdere dielectrică prin intermediul unei diagrame vectoriale care se bazează pe circuitul electric de substituție. Figura 5. Vector diagramă Inadmisibil de mari pierderi dielectrice în materialul izolator electric cauzează încălzirea puternică a produsului obținut din acesta și poate conduce la distrugerea sa termică. Chiar dacă tensiunea aplicată dielectric, nu este suficient de mare pentru a se asigura că, din cauza pierderilor dielectrice pot înregistra temperaturi inacceptabil de mari, iar în acest caz, o mare pierdere dielectric poate provoca daune semnificative, în creștere, de exemplu, rezistența circuitului de oscilație, în care ispol'uet-Call acesta este dielectricul și, prin urmare, valoarea de amortizare. Natura pierderilor dielectrice în materialele izolatoare electrice variază în funcție de starea agregată a substanței. Pierderile dielectrice pot fi datorate curentului de curent sau, după cum este indicat în considerarea fenomenului de polarizare, componentele active ale curenților de deplasare. Studiind pierderea permitivității dielectrice direct legate de polarizarea dielectric, este posibilă caracterizarea acestui fenomen este polarizarea-Cree Vym reprezentând dependența sarcinii electrice pe electrozii condensatorului cu dielectric pe tensiunea aplicată condensatorului (Fig. 6). În absența pierderii, pe care-legare fenomen de încărcare de polarizare depinde liniar de tensiune-zheniya (fig. 6a) și un dielectric numit liniar. Dacă există un dielectric polarizare lentă liniară asociată cu pierderea de energie, curba de sarcina tensiunii ia forma unei elipse (Fig. 6b). Zona acestei elipse este proporțională cu cantitatea de energie absorbită de dielectric în timpul unei perioade de variație a tensiunii. Pentru o dielectric-feroelectrică neliniară - curba dependenței de sarcină a sarcinii pe tensiune dobândește forma unei buclă de histerezis caracteristică materialelor magnetice. Zona bucla este proporțională cu pierderea de energie pe perioadă per unitate de volum a dielectricului. -
Fig. 6. Dependența încărcării de tensiunea pentru un dielectric liniar fără pierderi (a), cu pierderi (b)
În materialele electroizolante tehnice, pe lângă pierderea conductivității și pierderile datorate polarizării întârziate, apar pierderi dielectrice care afectează puternic proprietățile electrice ale dielectricilor. Aceste pierderi sunt cauzate de prezența izolațiilor străine conductive sau semiconductoare izolate de carbon, oxizi de fier; ele sunt semnificative chiar și cu un conținut redus de astfel de impurități în materialul izolator electric.
La pierderi mari de tensiune în dielectric apar datorită ionizării incluziunilor de gaze din interiorul dielectricului, care este deosebit de intensă la frecvențe înalte.
Dielectricul, fiind într-un câmp electric, pierde proprietățile materialului izolator electric, dacă intensitatea câmpului depășește o anumită valoare critică. Acest fenomen se numește defalcarea unui dielectric sau o încălcare a puterii sale electrice. Valoarea tensiunii la care au loc întreruperile dielectrice se numește tensiunea de defectare. iar valoarea corespunzătoare a intensității câmpului este puterea electrică a dielectricului.
Tensiunea de defalcare este măsurată cel mai des în kilovoliți. Rezistența electrică este determinată de tensiunea de rupere, raportată la grosimea dielectricului în locul defecțiunii:
unde h este grosimea dielectricului.
Convenabil pentru scopuri practice, valorile numerice ale rezistenței electrice a dielectricilor se obțin dacă tensiunea de defect este exprimată în kilovolți și grosimea dielectricului este în milimetri. Atunci rezistența electrică va fi în kilovoliți pe milimetru.
Defalcarea gazului se datorează fenomenului de șoc și ionizare fotonică. Defalcarea dielectricilor lichizi are loc ca urmare a proceselor de ionizare și termice. Unul dintre principalii factori care contribuie la descompunerea lichidelor este prezența impurităților permanente în ele. Defalcarea solidelor poate fi cauzată atât de procesele electrice, cât și de cele termice care apar sub acțiunea câmpului.
Fenomenul de defalcare electrice este asociat cu procesele pro-electronice în dielectric care rezultă într-un câmp electric puternic, rezultând într-o creștere bruscă a densității locale bruscă a curentului electric la punctul de defalcare.
Distrugerea termică este o consecință a unei scăderi a rezistivității dielectrice sub influența încălzirii într-un câmp electric, ceea ce conduce la o creștere a curentului activ și la o creștere suplimentară a încălzirii dielectrice până la distrugerea sa termică.
Cu o acțiune de tensiune prelungită, defalcarea poate fi cauzată de procesele electrochimice care apar în dielectric sub influența unui câmp electric.
Defalcarea gazelor - un fenomen pur electric. Prin urmare, toate rezultatele numerice ale experimentelor privind defectarea gazelor se referă la valorile maxime (amplitudine) ale tensiunii. Deoarece distrugerea dielectric lichid și solid este deosebit rol important este jucat de procese termice, se referă la acțiune conductiv prin aplicarea unei tensiuni de curent alternativ la dielectricilor valoarea lennye-Num de tensiunea de străpungere.
Materialele magnetice au capacitatea de magnetizare atunci când sunt introduse într-un câmp magnetic, iar unele dintre ele își păstrează magnetizarea chiar și după încetarea acțiunii câmpului magnetic.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: