Elektrische Stärke von Dielektrika

Was ist die elektrische Stärke eines Dielektrikums? Versuchen wir, diesen Begriff zu verstehen, um die Merkmale dieses Indikators aufzudecken.

Definitionen

Dielektrika sind Substanzen, die schlecht sindoder vollständig keinen elektrischen Strom leiten. Die Dichte in einer solchen Substanz von Ladungsträgern (Elektronen) überschreitet 108 Stücke pro Kubikzentimeter nicht. Das Hauptmerkmal von elektrisch isolierenden Materialien ist ihre Fähigkeit, in einem externen Feld zu polarisieren. Dielektrika umfassen gasförmige Substanzen, verschiedene Harze, Glas, polymere Materialien. Ein chemisch reiner Isolator ist Wasser.

Eigenschaften von Dielektrika

Diese Gruppe umfasst Pyroelektrika,Ferroelektrika, Relaxoren, Piezoelektrika. Passive und aktive Eigenschaften solcher Materialien werden aktiv in der modernen Technologie verwendet, also lassen Sie uns näher darauf eingehen.

Passive Eigenschaften von Isolatoren werden verwendet, wenn sie in herkömmlichen Kondensatoren verwendet werden.

Elektroisoliermaterialien werden berücksichtigtDielektrika, die den Verlust elektrischer Ladungen nicht zulassen. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, elektrische Schaltungen, Teile von Geräten von leitenden Teilen voneinander zu trennen. In solchen Situationen spielt die dielektrische Permeabilität keine besondere Rolle.

Aktive (gesteuerte) Dielektrika sind Pyroelektrika, Ferroelektrika, Elektroluminophore, Materialien für Tore und Strahler in der Lasertechnik.

Die Nachfrage nach dielektrischen Materialien steigt jedes Jahr. Der Grund ist eine Zunahme der Kapazität von Industrieunternehmen und kommerziellen Einrichtungen.

Darüber hinaus erklärt sich die gestiegene Nachfrage nach Dielektrika durch die steigende Anzahl von Kommunikationsgeräten und verschiedenen Elektrogeräten.

Im Maschinenbau spielt die elektrische Festigkeit von Isolatoren eine besondere Rolle, die mit der Anordnung von Molekülen und Atomen im Kristallgitter verbunden ist.

Klassifizierung

Unter verschiedenen Bedingungen das dielektrische Materialkann unterschiedliche Isolationseigenschaften aufweisen, was den Anwendungsbereich bestimmt. Zum Beispiel ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur die elektrische Stärke.

Abhängig von der Struktur werden organische und anorganische elektrische Isoliermaterialien isoliert.

Wie die Entwicklung der elektrischenIndustrie gebildet und die Herstellung von dielektrischen Materialien aus Mineralien. Die Technologie hat sich in letzter Zeit so stark verbessert, dass die Produktionskosten infolge der Substitution von mineralischen Dielektrika durch chemische und natürliche Materialien erheblich gesenkt werden konnten.

Mineralische dielektrische Materialien

Solche Verbindungen umfassen:

• Installation, Alkali, Lampe, Kondensatorglas, bestehend aus einer Mischung verschiedener Oxide. Beim Auftragen von Aluminiumoxiden, Kalzium, Silizium steigt die elektrische Festigkeit des Materials.
• Glasemails sind Materialien, bei denen eine dünne Emailschicht auf die Metalloberfläche aufgetragen wird.
• Lichtleiter, die eine spezielle Art von Lichtleitfaser sind.
• Keramische Produkte.
• Glimmer.
• Asbest.

Trotz einer solchen Vielfalt von elektrisch isolierenden Materialien ist es nicht immer möglich, das andere durch ein einzelnes Dielektrikum zu ersetzen.

Die elektrische Festigkeit der Isolierung ist eine wichtige Eigenschaft, die jedoch nicht nur bei der Auswahl solcher Materialien auffällt.

Besonderes Augenmerk wird auch auf thermische, mechanische und andere physikalische und chemische Eigenschaften gelegt, einschließlich der Fähigkeit zu verschiedenen Verarbeitungsarten, Kosten und Verfügbarkeit von Materialien.

Die Überprüfung der elektrischen Festigkeit der Isolierung wird durchgeführt, um die maximale Sicherheit des Betriebs von Geräten und Geräten zu gewährleisten.

Elektroisolieröl

Transformatorenöl für die StromversorgungTransformatoren, hat die maximale Verteilung in der Elektrotechnik unter flüssigen Isolierstoffen. Sie füllen die Poren in der Faserisolierung, der Abstand zwischen den Wicklungen, erhöht die elektrische Festigkeit der Isolierung, fördert die Abführung von Wärme. Darüber hinaus wird Transformatorenöl aktiv in Öl-Leistungsschaltern mit hoher Spannung eingesetzt. In solchen Vorrichtungen ist zwischen den divergierenden Kontakten des Unterbrechers ein Lichtbogen unterbrochen, so dass der Lichtbogenkanal schnell gekühlt und abgeschreckt wird. Zur Herstellung von Mineralöl-Elektroisolierölen wird Öl verwendet, indem seine schrittweise Destillation mit einer allmählichen Trennung in jeder Stufe der Fraktion und einer detaillierten Reinigung der Verunreinigungen mit Schwefelsäure, anschließendem Waschen und Trocknen durchgeführt wird.

Die elektrische Stärke dieses Öls isteine Menge, die sehr empfindlich auf Feuchtigkeit reagiert. Selbst mit einer leichten Verunreinigung von Wasser in dem Öl wird eine signifikante Abnahme dieser physikalischen Größe beobachtet. Unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes werden Tropfen von emulgiertem Wasser an die Stellen gezogen, an denen die Feldstärke den maximalen Wert hat, wodurch sich der Zusammenbruch entwickelt.

Mit einer starken Abnahme der elektrischen StärkeÖle darin gibt es nicht nur Wassermoleküle, sondern auch faserige Verunreinigungen. Sie absorbieren Wasser, das die elektrischen Eigenschaften des flüssigen Dielektrikums wesentlich beeinflusst.

Kabelöle

Sie werden bei der Herstellung von Stromkabeln verwendet. Beim Imprägnieren ihrer Papierisolierung mit Ölen wird der Wärmeverlust erhöht.

Es gibt verschiedene Arten von Kabelölen. Zum Beispiel wird für die Imprägnierung von Stromkabeln aus Aluminium- und Bleimänteln Öl der Qualität KM-25 mit einer kinematischen Viskosität von nicht weniger als 23 Millimetern pro Sekunde verwendet, der Stockpunkt beträgt nicht mehr als 1000 Grad. Um die Viskosität des Öls zu erhöhen, wird Kolophonium oder ein synthetischer Verdicker hinzugefügt.

Bevor ein Dielektrikum verwendet wird, wird ein dielektrischer Festigkeitstest durchgeführt.

Flüssige synthetische Dielektrika

Diese Elektroisoliermaterialien überschreiteneinige Eigenschaften von Erdöl. Sie neigen zur elektrischen Alterung, was die Eigenschaften unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes erhöhter Spannung negativ beeinflusst.

Um mit einem ähnlichen Problem fertig zu werden, wird die Imprägnierung von Kondensatoren mit einem polaren flüssigen Dielektrikum durchgeführt.

Die Überprüfung der elektrischen Stärke ist eine obligatorische Maßnahme, um den effektivsten Isolator zu wählen.

Chlorkohlenwasserstoffe

Sie werden bei der Substitution aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen erhaltenein oder mehrere Wasserstoffatome mit Chlor. Als der gebräuchlichste Typ solcher Dielektrika ist chloriertes Biphenyl. Es hat eine hohe Viskosität, hat die Hauptmerkmale entsprechend GOST. Die elektrische Stärke dieses Isolators ist höher als bei anderen unpolaren Ölölen, so dass bei Verwendung desselben das Kondensatorvolumen fast zweifach abnimmt. Unter den Vorteilen von chlorierten Biphenylen unterscheiden wir ihre Unbrennbarkeit, und die Nachteile sind Toxizität und hohe Kosten.

Unter den billigen Haushaltsmaterialien mit ausgezeichneten Isoliereigenschaften unterscheiden wir eine Mischung von Isobuten und seinen Isomeren (Octol), die als Folge von Ölrissen erhalten werden.

Natürliche Isolatoren

Kolophonium, das ein sprödes Harz ist, wird erhaltenaus Gummi, in seiner Zusammensetzung hat organische Säuren. Es ist in Mineralölen sehr gut löslich und wird als Gieß- und Imprägniermittel für Kabelverbindungen verwendet.

Eine dünne Schicht Pflanzenöl, die die Oberfläche des Materials erreicht, bildet einen dünnen Film, der die Isolationseigenschaften des Teils erhöht.

Ursachen für den Verlust der elektrischen Stärke

In jenen Dielektrika, die angewendet werdenÜbung, es gibt kostenlose Gebühren. Wenn sich die Elektronen bewegen, nimmt die elektrische Leitfähigkeit zu. Da es wenige Ladungen gibt, bestehen die Isolatoren erfolgreich einen solchen Test. Die elektrische Festigkeit von Isolatoren bestimmt die Hauptbereiche ihrer industriellen Anwendung.

Isolierung ist notwendig für die Isolierung von Strom, Temperaturkontrolle, elektrische Feldstärke, andere Eigenschaften, die Geräte und Geräte besitzen.

Wenn ein piezoelektrisches Element als Dielektrikum in einem Kondensator verwendet wird, wandelt es unter dem Einfluss einer Wechselspannung seine linearen Eigenschaften in einen Generator von Ultraschallschwingungen um.

Fazit

Die Technologie und die Merkmale des Betriebs von elektronischen und elektrischen Funkgeräten bestimmen unterschiedliche Anforderungen an die Parameter von dielektrischen Materialien.

Praktisch verwendete Isolatoren haben ein paar Elektronen in ihrem Volumen, so dass sie bei einer konstanten Spannung den minimalen Strom, den Leckstrom, passieren.

Wenn der Wert der Feldstärke im Dielektrikum bei einem Anstieg der an der Isolation anliegenden Spannung einen bestimmten Wert überschreitet, verliert der Isolator seine elektrischen Isoliereigenschaften.

Der Durchgangsstrom, der durch den Isolator fließt, nimmt zu und sein Widerstand nimmt ab, was zu einem Kurzschluss der Elektroden führt.

Ein ähnliches Phänomen wird als dielektrischer Durchbruch bezeichnet. In dem Fall, wenn die Spannung, die an das Dielektrikum angelegt wird, einen kritischen Wert erreicht, wird ein starker Anstieg des Durchgangsstroms beobachtet, die Spannung an den Elektroden nimmt ab, als Folge von irreversiblen Änderungen nimmt der elektrische Widerstand des Isolators ab.

Abhängig von den Leistungsparametern und der Energietrennung entsteht nach dem Durchbruch ein Funke, der zu Schmelzen, Brennen, Reißen und auch anderen Veränderungen sowohl im Dielektrikum als auch in den Elektroden führt.

Mit der richtigen Auswahl von Elektroisolierstoffen ist es möglich, den störungsfreien Betrieb von Elektrogeräten und technischen Geräten sicherzustellen.