დიელექტრიკის ელექტრული გამტარობა მნიშვნელოვანი ფიზიკური მახასიათებელია. ინფორმაცია მის შესახებ საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ მასალების გამოყენების სფეროები.
პირობები
ელექტრული დენის გამტარობის მიხედვით ნივთიერებები იყოფა ჯგუფებად:
- დიელექტრიკა;
- ნახევარგამტარები;
- დირიჟორები.
მეტალები შესანიშნავი დენის გამტარებია - მათი ელექტრული გამტარობა აღწევს 106-108 (Ohm m)-1..
და დიელექტრიკულ მასალებს არ შეუძლიათ ელექტროენერგიის გატარება, ამიტომ ისინი გამოიყენება იზოლატორებად. მათ არ აქვთ თავისუფალი მუხტის მატარებლები, განსხვავდებიან მოლეკულების დიპოლური სტრუქტურით.
ნახევარგამტარები არის მყარი მასალები შუალედური გამტარობის მნიშვნელობებით.
კლასიფიკაცია
ყველა დიელექტრიკული მასალა იყოფა პოლარული და არაპოლარული ტიპებად. პოლარულ იზოლატორებში დადებითი და უარყოფითი მუხტების ცენტრები ცენტრალიზებულია. ასეთი ნივთიერებების მოლეკულები ელექტრული პარამეტრებით მსგავსია ხისტი დიპოლისთვის, რომელსაც აქვს საკუთარი დიპოლური მომენტი. წყალი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც პოლარული დიელექტრიკა.ამიაკი, წყალბადის ქლორიდი.
არაპოლარული დიელექტრიკები გამოირჩევიან დადებითი და უარყოფითი მუხტების ცენტრების დამთხვევით. ელექტრული მახასიათებლებით ისინი მსგავსია ელასტიური დიპოლისთვის. ასეთი იზოლატორების მაგალითებია წყალბადი, ჟანგბადი, ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი.
ელექტრული გამტარობა
დიელექტრიკების ელექტრული გამტარობა აიხსნება მათ მოლეკულებში თავისუფალი ელექტრონების მცირე რაოდენობის არსებობით. ნივთიერების შიგნით მუხტების გადაადგილებისას გარკვეული პერიოდის განმავლობაში შეინიშნება წონასწორობის პოზიციის თანდათანობითი დამყარება, რაც არის დენის გაჩენის მიზეზი. დიელექტრიკის ელექტრული გამტარობა არსებობს ძაბვის გამორთვისა და ჩართვის მომენტში. იზოლატორების ტექნიკურ ნიმუშებს აქვთ უფასო დატენვის მაქსიმალური რაოდენობა, შესაბამისად, მათში ჩნდება უმნიშვნელო დენები.
დიელექტრიკის ელექტრული გამტარობა მუდმივი ძაბვის მნიშვნელობის შემთხვევაში გამოითვლება გამტარი დენიდან. ეს პროცესი გულისხმობს ელექტროდებზე არსებული მუხტების განთავისუფლებას და განეიტრალებას. ალტერნატიული ძაბვის შემთხვევაში, აქტიური გამტარობის მნიშვნელობაზე გავლენას ახდენს არა მხოლოდ გამტარი დენი, არამედ პოლარიზაციის დენების აქტიური კომპონენტებიც.
დიელექტრიკის ელექტრული თვისებები დამოკიდებულია დენის სიმკვრივეზე, მასალის წინააღმდეგობაზე.
მყარი დიელექტრიკები
მყარი დიელექტრიკის ელექტრული გამტარობა იყოფა ნაყარად და ზედაპირად. სხვადასხვა მასალისთვის ამ პარამეტრების შესადარებლად გამოიყენება მოცულობის სპეციფიკური და ზედაპირის სპეციფიკური მნიშვნელობები.წინააღმდეგობა.
სრული გამტარობა არის ამ ორი მნიშვნელობის ჯამი, მისი მნიშვნელობა დამოკიდებულია გარემოს ტენიანობაზე და გარემოს ტემპერატურაზე. ძაბვის ქვეშ უწყვეტი მუშაობის შემთხვევაში, მცირდება თხევადი და მყარი იზოლატორების გავლით გამავალი დენი.
და გარკვეული პერიოდის შემდეგ დენის გაზრდის შემთხვევაში შეიძლება ვისაუბროთ იმაზე, რომ ნივთიერების შიგნით მოხდება შეუქცევადი პროცესები, რაც გამოიწვევს განადგურებას (დიელექტრიკის დაშლას)..
აიროვანი მდგომარეობის მახასიათებლები
აირისებრ დიელექტრიკებს აქვთ უმნიშვნელო ელექტრული გამტარობა, თუ ველის სიძლიერე იღებს მინიმალურ მნიშვნელობებს. აირისებრ ნივთიერებებში დენის გაჩენა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, როდესაც ისინი შეიცავს თავისუფალ ელექტრონებს ან დამუხტულ იონებს.
აირისებრი დიელექტრიკები არის მაღალი ხარისხის იზოლატორები, ამიტომ ისინი გამოიყენება თანამედროვე ელექტრონიკაში დიდი მოცულობით. ასეთ ნივთიერებებში იონიზაცია გამოწვეულია გარე ფაქტორებით.
გაზის იონების შეჯახების გამო, აგრეთვე თერმული ზემოქმედების, ულტრაიისფერი ან რენტგენის ზემოქმედების დროს შეინიშნება აგრეთვე ნეიტრალური მოლეკულების წარმოქმნის პროცესი (რეკომბინაცია). ამ პროცესის წყალობით აირში იონების რაოდენობის ზრდა შეზღუდულია, დამუხტული ნაწილაკების გარკვეული კონცენტრაცია დგინდება გარე იონიზაციის წყაროზე ზემოქმედების შემდეგ მოკლე დროში.
გაზზე გამოყენებული ძაბვის გაზრდის პროცესში იზრდება იონების მოძრაობა ელექტროდებზე. Ისინი არ არიანაქვს დრო რეკომბინაციისთვის, ამიტომ ისინი იხსნება ელექტროდებზე. ძაბვის შემდგომი მატებით დენი არ იზრდება, მას გაჯერების დენი ეწოდება.
არაპოლარული დიელექტრიკის გათვალისწინებით, ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ ჰაერი შესანიშნავი იზოლატორია.
თხევადი დიელექტრიკები
თხევადი დიელექტრიკების ელექტრული გამტარობა აიხსნება თხევადი მოლეკულების სტრუქტურის თავისებურებებით. არაპოლარული გამხსნელები შეიცავს დისოცირებულ მინარევებს, მათ შორის ტენიანობას. პოლარულ მოლეკულებში ელექტრული დენის გამტარობა ასევე აიხსნება თავად სითხის იონებად დაშლის პროცესით.
აგრეგაციის ამ მდგომარეობაში დენი ასევე გამოწვეულია კოლოიდური ნაწილაკების მოძრაობით. ასეთი დიელექტრიკიდან მინარევების სრულად მოცილების შეუძლებლობის გამო წარმოიქმნება პრობლემები დაბალი დენის გამტარობის მქონე სითხეების მიღებისას.
ყველა ტიპის იზოლაცია მოიცავს დიელექტრიკის სპეციფიკური გამტარობის შესამცირებლად ვარიანტების ძიებას. მაგალითად, მინარევები ამოღებულია, ტემპერატურის მაჩვენებელი რეგულირდება. ტემპერატურის მატება იწვევს სიბლანტის დაქვეითებას, იონების მობილურობის მატებას და თერმული დისოციაციის ხარისხის ზრდას. ეს ფაქტორები გავლენას ახდენს დიელექტრიკული მასალების გამტარობაზე.
მყარი ნივთიერებების ელექტრული გამტარობა
ეს აიხსნება არა მხოლოდ თავად იზოლატორის იონების, არამედ მყარი მასალის შიგნით შემავალი მინარევების დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობით. მყარი იზოლატორში გავლისას ხდება მინარევების ნაწილობრივი მოცილება, რაც თანდათანობითგავლენას ახდენს გამტარობაზე. ბროლის გისოსის სტრუქტურული მახასიათებლების გათვალისწინებით, დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობა განპირობებულია თერმული მოძრაობის რყევებით.
დაბალ ტემპერატურაზე მოძრაობს დადებითი და უარყოფითი მინარევების იონები. ასეთი ტიპის იზოლაცია დამახასიათებელია მოლეკულური და ატომური კრისტალური სტრუქტურის მქონე ნივთიერებებისთვის.
ანიზოტროპული კრისტალებისთვის სპეციფიკური გამტარობის მნიშვნელობა იცვლება მისი ღერძების მიხედვით. მაგალითად, კვარცში ძირითადი ღერძის პარალელურად, ის 1000-ჯერ აჭარბებს პერპენდიკულარულ პოზიციას.
მყარ ფოროვან დიელექტრიკებში, სადაც პრაქტიკულად არ არის ტენიანობა, ელექტრული წინააღმდეგობის უმნიშვნელო მატება იწვევს მათი ელექტრული წინააღმდეგობის გაზრდას. წყალში ხსნადი მინარევების შემცველი ნივთიერებები აჩვენებენ მოცულობის წინააღმდეგობის მნიშვნელოვან შემცირებას ტენიანობის ცვლილების გამო.
დიელექტრიკის პოლარიზაცია
ეს ფენომენი ასოცირდება სივრცეში იზოლატორის ნაწილაკების პოზიციის ცვლილებასთან, რაც იწვევს დიელექტრიკის თითოეული მაკროსკოპული მოცულობის მიერ გარკვეული ელექტრული (გამოწვეული) მომენტის მიღებას.
არსებობს პოლარიზაცია, რომელიც ხდება გარე ველის გავლენის ქვეშ. ისინი ასევე განასხვავებენ პოლარიზაციის სპონტანურ ვერსიას, რომელიც ჩნდება გარე ველის არარსებობის შემთხვევაშიც კი.
ფარდობითი ნებართვა ხასიათდება:
- ამ დიელექტრიკის მქონე კონდენსატორის ტევადობა;
- მისი სიდიდე ვაკუუმში.
ამ პროცესს თან ახლავს გარეგნობაშეკრული მუხტების დიელექტრიკის ზედაპირი, რომელიც ამცირებს ნივთიერების შიგნით დაძაბულობის რაოდენობას.
გარე ველის სრული არარსებობის შემთხვევაში, დიელექტრიკული მოცულობის ცალკეულ ელემენტს არ აქვს ელექტრული მომენტი, რადგან ყველა მუხტის ჯამი არის ნული და არის უარყოფითი და დადებითი მუხტების დამთხვევა. სივრცე.
პოლარიზაციის ვარიანტები
ელექტრონული პოლარიზაციის დროს ხდება ცვლა ატომის ელექტრონული გარსების გარე ველის გავლენის ქვეშ. იონურ ვარიანტში შეინიშნება გისოსების ადგილების ცვლა. დიპოლური პოლარიზაცია ხასიათდება დანაკარგებით შიდა ხახუნისა და შემაკავშირებელ ძალების დასაძლევად. პოლარიზაციის სტრუქტურული ვერსია ითვლება ყველაზე ნელ პროცესად, იგი ხასიათდება არაჰომოგენური მაკროსკოპული მინარევების ორიენტირებით.
დასკვნა
ელექტროსაიზოლაციო მასალები არის ნივთიერებები, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ელექტრული აღჭურვილობის ზოგიერთი კომპონენტის საიმედო იზოლაცია გარკვეული ელექტრული პოტენციალის პირობებში. მიმდინარე დირიჟორებთან შედარებით, მრავალ იზოლატორს აქვს მნიშვნელოვნად მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობა. მათ შეუძლიათ შექმნან ძლიერი ელექტრული ველები და დააგროვონ დამატებითი ენერგია. იზოლატორების ეს თვისებაა გამოყენებული თანამედროვე კონდენსატორებში.
ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით იყოფა ბუნებრივ და სინთეტიკურ მასალად. მეორე ჯგუფი ყველაზე მრავალრიცხოვანია, ამიტომ სწორედ ეს იზოლატორები გამოიყენება სხვადასხვა ელექტრომოწყობილობაში.
ტექნოლოგიური მახასიათებლების მიხედვით იზოლირებულია სტრუქტურა, შემადგენლობა, ფილმი, კერამიკა, ცვილი, მინერალური იზოლატორები.
დაშლის ძაბვის მიღწევისას, შეინიშნება ავარია, რაც იწვევს ელექტრული დენის სიდიდის მკვეთრ ზრდას. ასეთი ფენომენის დამახასიათებელ მახასიათებლებს შორის შეიძლება გამოვყოთ სიძლიერის მცირე დამოკიდებულება სტრესზე და ტემპერატურაზე, სისქეზე.
