A dielektrikum olyan anyag vagy anyag, amely gyakorlatilag nem ad át elektromos áramot. Ez a vezetőképesség az elektronok és ionok kis számának köszönhető. Ezek a részecskék csak akkor képződnek nem vezető anyagban, ha magas hőmérsékleti tulajdonságokat érnek el. Arról, hogy mi az a dielektrikum, és erről a cikkben lesz szó.
Leírás
Minden elektronikus vagy rádióvezető, félvezető vagy töltött dielektrikum elektromos áramot vezet át magán, de a dielektrikum sajátossága, hogy még 550 V feletti nagyfeszültségen is kis áram fog benne haladni. Az elektromos áram a dielektrikumban a töltött részecskék bizonyos irányú mozgása (lehet pozitív vagy negatív).
Áramtípusok
A dielektrikumok elektromos vezetőképessége a következőkön alapul:
- Abszorpciós áramok - olyan áram, amely a dielektrikumban állandó árammal folyik, amíg el nem éri az egyensúlyi állapotot, és irányt változtat, amikor be van kapcsolva, amikor feszültséget kapcsolnak rá, és amikor kikapcsolják. Váltóáram esetén a dielektrikum feszültsége mindvégig jelen lesz benne, miközben elektromos térben működik.
- Elektronikus vezetőképesség – az elektronok mozgása mező hatására.
- Ionos elektromos vezetőképesség – az ionok mozgása. Megtalálható elektrolit oldatokban - sókban, savakban, lúgokban, valamint számos dielektrikumban.
- A molion elektromos vezetőképessége a molionoknak nevezett töltött részecskék mozgása. Kolloid rendszerekben, emulziókban és szuszpenziókban található meg. A molion mozgásának jelenségét elektromos térben elektroforézisnek nevezzük.
A szigetelőanyagokat aggregáltsági állapotuk és kémiai jellegük szerint osztályozzák. Az elsők szilárd, folyékony, gáznemű és szilárduló halmazokra oszthatók. Kémiai természetük szerint szerves, szervetlen és szerves elemekre oszthatók.
A dielektrikumok elektromos vezetőképessége aggregáltsági állapot szerint:
- Gázok elektromos vezetőképessége. A gáznemű anyagoknak meglehetősen alacsony az áramvezető képessége. Előfordulhat szabad töltésű részecskék jelenlétében, ami külső és belső, elektronikus és ionos tényezők hatására jelenik meg: röntgen- és radioaktív anyagok, molekulák és töltött részecskék ütközése, termikus tényezők.
- A folyékony dielektrikum elektromos vezetőképessége. Függőségi tényezők: molekulaszerkezet, hőmérséklet, szennyeződések, nagy elektron- és iontöltések jelenléte. A folyékony dielektrikumok elektromos vezetőképessége nagymértékben függ a nedvesség és a szennyeződések jelenlététől. A poláris anyagok elektromos vezetőképessége még disszociált ionokkal rendelkező folyadék segítségével is létrejön. A poláris és a nem poláris folyadékok összehasonlításakoraz előbbieknek egyértelmű előnyük van a vezetőképességben. Ha a folyadékot megtisztítják a szennyeződésektől, akkor ez hozzájárul vezető tulajdonságainak csökkenéséhez. A folyékony anyag vezetőképességének és hőmérsékletének növekedésével viszkozitása csökken, ami az ionok mobilitásának növekedéséhez vezet.
- Szilárd dielektrikum. Elektromos vezetőképességüket a töltött dielektromos részecskék és szennyeződések mozgása határozza meg. Erős elektromos árammezőkben az elektromos vezetőképesség érzékelhető.
A dielektrikumok fizikai tulajdonságai
Ha az anyag fajlagos ellenállása kisebb, mint 10-5 Ohmm, ezek a vezetőknek tulajdoníthatók. Ha több mint 108 Ohmm - a dielektrikumokhoz. Vannak esetek, amikor az ellenállás sokszorosa lesz a vezető ellenállásának. A 10-5-108 Ohmm intervallumban van egy félvezető. A fém kiválóan vezeti az elektromos áramot.
A teljes periódusos rendszerből mindössze 25 elem tartozik a nemfémekhez, és ezek közül 12 talán félvezető tulajdonságokkal rendelkezik. De természetesen a táblázatban szereplő anyagokon kívül még sok olyan ötvözet, összetétel vagy kémiai vegyület létezik, amelyek vezető, félvezető vagy dielektrikum tulajdonságokkal rendelkeznek. Ez alapján nehéz bizonyos határvonalat húzni a különböző anyagok értékei között az ellenállásukkal. Például csökkentett hőmérsékleti tényezővel a félvezető dielektrikumként fog viselkedni.
Alkalmazás
A nem vezető anyagok felhasználása nagyon kiterjedt, mivel ez az egyik leggyakrabban használt minőségelektromos alkatrészek. Teljesen világossá vált, hogy a tulajdonságoknak köszönhetően aktív és passzív formában is használhatók.
Passzív formában a dielektrikumok tulajdonságait használják fel elektromos szigetelőanyagokban.
Aktív formájukban ferroelektromos anyagokban, valamint lézertechnológia kibocsátóinak anyagaiban használják.
Alap dielektrikumok
Gyakori fajok:
- Üveg.
- Gumi.
- Olaj.
- Aszf alt.
- Porcelán.
- Kvarc.
- Légi.
- Gyémánt.
- Tiszta víz.
- Műanyag.
Mi az a folyékony dielektrikum?
Az ilyen típusú polarizáció az elektromos árammezőben fordul elő. Folyékony, nem vezetőképes anyagokat használnak a mérnöki munkákban anyagok öntésére vagy impregnálására. A folyékony dielektrikumoknak 3 osztálya van:
A kőolajolajok alacsony viszkozitásúak és többnyire nem polárisak. Gyakran használják nagyfeszültségű berendezésekben: transzformátorolaj, nagyfeszültségű víz. A transzformátorolaj nem poláris dielektrikum. A kábelolajat 40 kV-ig terjedő feszültségű szigetelő papírhuzalok, valamint 120 kV-nál nagyobb áramerősségű fémalapú bevonatok impregnálására találták. A transzformátorolaj szerkezete tisztább, mint a kondenzátorolaj. Az ilyen típusú dielektrikumokat széles körben használják a gyártásban, annak ellenére, hogy az analóg anyagokhoz és anyagokhoz képest magasak a költségek.
Mi az a szintetikus dielektrikum? Jelenleg szinte mindenhol tilos magas toxicitása miatt, mivel klórozott szén bázison állítják elő. A szerves szilícium alapú folyékony dielektrikum biztonságos és környezetbarát. Ez a típus nem okoz fémrozsdát, és alacsony higroszkópos tulajdonságokkal rendelkezik. Létezik egy cseppfolyósított dielektrikum, amely szerves fluorvegyületet tartalmaz, amely különösen népszerű nem gyúlékonysága, termikus tulajdonságai és oxidatív stabilitása miatt.
És az utolsó fajta a növényi olajok. Gyengén poláris dielektrikumok, ide tartozik a lenmag, ricinus, tung, kender. A ricinusolajat erősen hevítik, és papírkondenzátorokban használják. A többi olajat elpárologtatjuk. A párolgást bennük nem a természetes párolgás okozza, hanem a polimerizációnak nevezett kémiai reakció. Aktívan használják zománcokhoz és festékekhez.
Következtetés
A cikk részletesen tárgy alta, mi is az a dielektrikum. Különféle fajokat és azok tulajdonságait említették. Természetesen ahhoz, hogy megértse jellemzőik finomságát, alaposabban kell tanulmányoznia a fizika róluk szóló részét.
