- •1 Основные положения о строении вещества
- •2 Виды связи
- •4 Классификация веществ по электрическим свойствам
- •5 Классификация веществ по магнитным свойствам
- •6 Диэлектрик в электрическом поле
- •7 Поляризация диэлектриков и диэлектрическая проницаемость
- •8 Виды поляризации в диэлектриках.
- •9 Классификация диэлектриков по виду поляризации.
- •10 Диэлектрическая проницаемость газов
- •11 Диэлектрическая проницаемость жидких диэлектриков
- •12 Диэлектрическая проницаемость твердых диэлектриков
- •13 Электропроводность газов
- •14 Электропроводность жидкостей
- •15 Электропроводность твердых тел
- •16 Виды диэлектрических потерь в электроизоляционных материалах
- •17 Диэлектрические потери в газах
- •18 Диэлектрические потери в жидких диэлектриках
- •19 Диэлектрические потери в твердых диэлектриках. Влияние термической обработки на потери.
- •20 Пробой газов
- •21 Пробой жидких и твердых диэлектриков
- •2 2 Основные влажностные, механические и тепловые свойства диэлектриков
- •23 Классификация диэлектрических материалов
- •1) Газообразные.
- •2) Жидкие.
- •3) Твердые.
- •24 Угол диэлектрических потерь. Тангенс угла диэлектрических потерь полярных и неполярных диэлектриков.
- •Вопрос 25 Газообразные диэлектрики
- •26 Нефтяные электроизоляционные масла
- •Вопрос 27. Органические полимеры. Смолы.
- •28 Волокнистые электроизоляционные материалы.
- •29 Слюда и слюдяные материалы.
- •30.Классификация и свойства проводниковых материалов.
- •31.Материалы высокой проводимости. Их характеристики.
- •32.Сплавы высокого сопротивления. Их применение и основные характеристики.
- •33.Сверхпроводники и криопроводники.
- •34. Основные сведения о полупроводниках. Их достоинства и области применения.
- •35.Собственные и примесные полупроводники
- •36. Воздействие внешних факторов на электропроводность п/пр-ков
- •38.Строение и свойства ферромагнетиков
- •39.Магнитомягкие материалы. Их основные характеристики. Электротехнические кремнистые стали.
- •40.Виды потерь в ферромагнитных материалах. Их физический смысл.
- •41.Магнитотвердые материалы. Их основные характеристики
- •44.Электрический и тепловой пробой жидкого диэлектрика
- •45.Относительная диэлектрическая проницаемость полярных и неполярных диэлектриков
- •46.Ткr резисторов. Положительный и отрицательный ткr. Терморезисторы
- •47.Определение потерь в стали.
9 Классификация диэлектриков по виду поляризации.
К первой группе можно отнести диэлектрики, обладающие в основном только электронной поляризацией, например неполярные и слабополярные твердые вещества в кристаллическом и аморфном состояниях (парафин, сера, полистирол), а также неполярные и слабополярные жидкости и газы (бензол, водород и др.).
Ко второй группе относятся диэлектрики, обладающие одновременно электронной и дипольно-релаксационной поляризациями. Сюда принадлежат полярные (дипольные) органические, полужидкие и твердые вещества (масляно-канифольные компаунды, эпоксидные смолы, целлюлоза, некоторые хлорированные углеводороды и т. п.)'.
Третью группу составляют твердые неорганические диэлектрики с электронной, ионной и ионно-электронно-релаксационной поляризациями. В этой группе целесообразно выделить две подгруппы материалов ввиду существенного различия их электрических характеристик:
1) диэлектрики с электронной и ионной поляризациями,
2) диэлектрики с электронной, ионной и релаксационными поляризациями.
К первым преимущественно относятся кристаллические вещества с плотной упаковкой ионов [кварц, слюда, каменная соль, корунд, рутил]. Ко вторым принадлежат неорганические стекла, материалы, содержащие стекловидную фазу (фарфор, микалекс), и кристаллические диэлектрики с неплотной упаковкой частиц в решетке.
Четвертую группу составляют сегнетоэлектрики, характеризующиеся спонтанной, электронной, ионной и электронно-ионно-релаксационной поляризациями: сегнетова соль, метатитанат бария и др.
10 Диэлектрическая проницаемость газов
Газообразные вещества характеризуются весьма малыми плотностями вследствие больших расстояний между молекулами. Поэтому диэлектрическая проницаемость всех газов незначительна и близка к единице. Поляризация газа может быть чисто электронной или же дипольной, если молекулы газа полярны, однако и для полярных газов основное значение имеет электронная поляризация. Диэлектрическая проницаемость газа тем выше, чем больше радиус молекулы.
Зависимость диэлектрической проницаемости газа от температуры и давления определяется изменением числа молекул в единице объема газа n0. Это число пропорционально давлению и обратно пропорционально абсолютной температуре. Зависимость диэлектрической проницаемости обычно характеризуется выражением: Формула дает возможность вычислить относительное изменение диэлектрической проницаемости при повышении температуры на один градус. Эта величина носит наименование температурного коэффициента диэлектрической проницаемости.
Величину ТК неполярного газа можно найти по выражению
:
Зависимость диэлектрической проницаемости газа от давления характеризуется выражением
. Число молекул в ед. объема газа n0 определяется с помощью.
11 Диэлектрическая проницаемость жидких диэлектриков
Жидкие диэлектрики могут быть построены из неполярных молекул или из полярных (дипольных). Значения диэлектрической проницаемости неполярных жидкостей невелики и близки к значению квадрата показателя преломления света n2.
Зависимость диэлектрической проницаемости неполярной жидкости от температуры связана с уменьшением числа молекул в единице объема. Значение диэлектрической проницаемости неполярных жидкостей обычно не превышает 2,5, а значение диэлектрической проницаемости полярных жидкостей 3,5-6,0. Влияние температуры и частоты на диэлектрическую проницаемость неполярной жидкости показано на рис. а, б..
Сильнополярные жидкости, характеризующиеся очень высоким значением диэлектрической проницаемости, например вода, этиловый спирт, не могут найти практического применения в качестве диэлектриков вследствие их большой проводимости. Температурная зависимость диэлектрической проницаемости полярных жидкостей имеет более сложный характер, чем неполярных смотри рис. 1-3. Величину ТК для различных температур чаще всего находят методом графического дифференцирования кривой (t) (при f = сonst), как это показано на рис. 1-3. Значительное влияние на дипольной жидкости оказывает частота рис. 1-4 представлена зависимость от частоты для полярной жидкости. Пока частота настолько мала, что диполи успевают следовать за полем, велика и близка к значению определенному при постоянном напряжении. Когда же частота становится настолько большой, что молекулы уже не успевают следовать за изменениями поля, диэлектрическая проницаемость уменьшается, приближаясь к значению , обусловленному электронной поляризацией (=n2). Частота f0, при которой начинается снижение (рис. 1-4), определяется с помощью выражения: .Время релаксации молекул т9 связано с частотой f0 следующим соотношением: .