Το διηλεκτρικό είναι ένα υλικό ή ουσία που πρακτικά δεν μεταδίδει ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτή η αγωγιμότητα οφείλεται στον μικρό αριθμό ηλεκτρονίων και ιόντων. Αυτά τα σωματίδια σχηματίζονται σε μη αγώγιμο υλικό μόνο όταν επιτυγχάνονται ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας. Σχετικά με το τι είναι ένα διηλεκτρικό και θα συζητηθεί σε αυτό το άρθρο.
Περιγραφή
Κάθε ηλεκτρονικός ή ραδιοαγωγός, ημιαγωγός ή φορτισμένο διηλεκτρικό διέρχεται από τον εαυτό του ένα ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά η ιδιαιτερότητα ενός διηλεκτρικού είναι ότι ακόμη και σε υψηλή τάση άνω των 550 V, θα ρέει ένα μικρό ρεύμα μέσα του. Ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα διηλεκτρικό είναι η κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση (μπορεί να είναι θετική ή αρνητική).
Τύποι ρευμάτων
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα των διηλεκτρικών βασίζεται σε:
- Ρεύματα απορρόφησης - ένα ρεύμα που ρέει σε ένα διηλεκτρικό με σταθερό ρεύμα μέχρι να φτάσει σε κατάσταση ισορροπίας, αλλάζει κατεύθυνση όταν είναι ενεργοποιημένο και όταν εφαρμόζεται τάση σε αυτό και όταν απενεργοποιείται. Με εναλλασσόμενο ρεύμα, η τάση στο διηλεκτρικό θα υπάρχει σε αυτό όλη την ώρα ενώ βρίσκεται στη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου.
- Ηλεκτρονική αγωγιμότητα - η κίνηση των ηλεκτρονίων υπό την επίδραση ενός πεδίου.
- Ιονική ηλεκτρική αγωγιμότητα - είναι η κίνηση των ιόντων. Βρίσκεται σε διαλύματα ηλεκτρολυτών - άλατα, οξέα, αλκάλια, καθώς και σε πολλά διηλεκτρικά.
- Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του Molion είναι η κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων που ονομάζονται molions. Βρίσκεται σε κολλοειδή συστήματα, γαλακτώματα και εναιωρήματα. Το φαινόμενο της κίνησης του μήκους σε ένα ηλεκτρικό πεδίο ονομάζεται ηλεκτροφόρηση.
Τα μονωτικά υλικά ταξινομούνται ανάλογα με την κατάσταση συσσωμάτωσης και τη χημική τους φύση. Τα πρώτα χωρίζονται σε στερεά, υγρά, αέρια και στερεοποιητικά. Από χημική φύση χωρίζονται σε οργανικά, ανόργανα και οργανοστοιχειακά υλικά.
Ηλεκτρική αγωγιμότητα διηλεκτρικών κατά κατάσταση συσσώρευσης:
- Ηλεκτρική αγωγιμότητα αερίων. Οι αέριες ουσίες έχουν μάλλον χαμηλή αγωγιμότητα ρεύματος. Μπορεί να εμφανιστεί παρουσία ελεύθερων φορτισμένων σωματιδίων, τα οποία εμφανίζονται λόγω της επίδρασης εξωτερικών και εσωτερικών, ηλεκτρονικών και ιοντικών παραγόντων: ακτίνες Χ και ραδιενεργά είδη, σύγκρουση μορίων και φορτισμένων σωματιδίων, θερμικοί παράγοντες.
- Ηλεκτρική αγωγιμότητα ενός υγρού διηλεκτρικού. Παράγοντες εξάρτησης: μοριακή δομή, θερμοκρασία, ακαθαρσίες, παρουσία μεγάλων φορτίων ηλεκτρονίων και ιόντων. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα των υγρών διηλεκτρικών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την παρουσία υγρασίας και ακαθαρσιών. Η αγωγιμότητα του ηλεκτρισμού των πολικών ουσιών δημιουργείται ακόμη και με τη βοήθεια ενός υγρού με ιόντα διάσπασης. Όταν συγκρίνετε πολικά και μη πολικά υγρά,τα πρώτα έχουν ένα σαφές πλεονέκτημα στην αγωγιμότητα. Εάν το υγρό καθαριστεί από ακαθαρσίες, τότε αυτό θα συμβάλει στη μείωση των αγώγιμων ιδιοτήτων του. Με την αύξηση της αγωγιμότητας μιας υγρής ουσίας και της θερμοκρασίας της, εμφανίζεται μείωση του ιξώδους της, οδηγώντας σε αύξηση της κινητικότητας των ιόντων.
- Στερεά διηλεκτρικά. Η ηλεκτρική τους αγωγιμότητα προσδιορίζεται ως η κίνηση των φορτισμένων διηλεκτρικών σωματιδίων και ακαθαρσιών. Σε πεδία ισχυρού ηλεκτρικού ρεύματος, ανιχνεύεται ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Φυσικές ιδιότητες των διηλεκτρικών
Όταν η ειδική αντίσταση του υλικού είναι μικρότερη από 10-5 Ohmm, μπορούν να αποδοθούν σε αγωγούς. Εάν είναι περισσότερα από 108 Ohmm - σε διηλεκτρικά. Υπάρχουν περιπτώσεις που η ειδική αντίσταση θα είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την αντίσταση του αγωγού. Στο διάστημα 10-5-108 Ohmm υπάρχει ένας ημιαγωγός. Το μεταλλικό υλικό είναι ένας εξαιρετικός αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος.
Από ολόκληρο τον περιοδικό πίνακα, μόνο 25 στοιχεία ανήκουν σε αμέταλλα, και 12 από αυτά, ίσως, θα έχουν τις ιδιότητες ενός ημιαγωγού. Αλλά, φυσικά, εκτός από τις ουσίες του πίνακα, υπάρχουν πολλά περισσότερα κράματα, συνθέσεις ή χημικές ενώσεις με την ιδιότητα του αγωγού, του ημιαγωγού ή του διηλεκτρικού. Με βάση αυτό, είναι δύσκολο να χαράξουμε μια ορισμένη γραμμή μεταξύ των τιμών των διαφόρων ουσιών με τις αντιστάσεις τους. Για παράδειγμα, με μειωμένο συντελεστή θερμοκρασίας, ένας ημιαγωγός θα συμπεριφέρεται σαν διηλεκτρικό.
Αίτηση
Η χρήση μη αγώγιμων υλικών είναι πολύ εκτεταμένη, καθώς είναι μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες ποιότητεςηλεκτρικά εξαρτήματα. Έχει καταστεί σαφές ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν χάρη στις ιδιότητες σε ενεργητική και παθητική μορφή.
Σε παθητική μορφή, οι ιδιότητες των διηλεκτρικών χρησιμοποιούνται για χρήση σε ηλεκτρικά μονωτικά υλικά.
Στην ενεργή τους μορφή, χρησιμοποιούνται σε σιδηροηλεκτρικά, καθώς και σε υλικά για εκπομπούς τεχνολογίας λέιζερ.
Βασικά διηλεκτρικά
Κοινά είδη περιλαμβάνουν:
- Γυαλί.
- Rubber.
- Λάδι.
- Άσφαλτος.
- Porcelain.
- Χαλαζίας.
- Αέρας.
- Diamond.
- Καθαρό νερό.
- Plastic.
Τι είναι ένα υγρό διηλεκτρικό;
Πόλωση αυτού του τύπου εμφανίζεται στο πεδίο ηλεκτρικού ρεύματος. Οι υγρές μη αγώγιμες ουσίες χρησιμοποιούνται στη μηχανική για την έκχυση ή τον εμποτισμό υλικών. Υπάρχουν 3 κατηγορίες υγρών διηλεκτρικών:
Τα λάδια πετρελαίου είναι χαμηλού ιξώδους και κυρίως μη πολικά. Συχνά χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό υψηλής τάσης: λάδι μετασχηματιστή, νερό υψηλής τάσης. Το λάδι μετασχηματιστή είναι ένα μη πολικό διηλεκτρικό. Το λάδι καλωδίων έχει βρει εφαρμογή στον εμποτισμό μονωτικών συρμάτων χαρτιού με τάση έως 40 kV, καθώς και επικαλύψεων με βάση το μέταλλο με ρεύμα μεγαλύτερο από 120 kV. Το λάδι μετασχηματιστή έχει πιο καθαρή δομή από το λάδι πυκνωτή. Αυτός ο τύπος διηλεκτρικού χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή, παρά το υψηλό κόστος σε σύγκριση με αναλογικές ουσίες και υλικά.
Τι είναι το συνθετικό διηλεκτρικό; Επί του παρόντος, απαγορεύεται σχεδόν παντού λόγω της υψηλής τοξικότητάς του, αφού παράγεται με βάση τον χλωριωμένο άνθρακα. Ένα υγρό διηλεκτρικό με βάση το οργανικό πυρίτιο είναι ασφαλές και φιλικό προς το περιβάλλον. Αυτός ο τύπος δεν προκαλεί σκουριές μετάλλων και έχει τις ιδιότητες χαμηλής υγροσκοπικότητας. Υπάρχει ένα υγροποιημένο διηλεκτρικό που περιέχει μια οργανοφθόριο ένωση που είναι ιδιαίτερα δημοφιλής για τη μη εύφλεκτη, τις θερμικές του ιδιότητες και την οξειδωτική του σταθερότητα.
Και το τελευταίο είδος είναι τα φυτικά έλαια. Είναι ασθενώς πολικά διηλεκτρικά, σε αυτά περιλαμβάνονται ο λιναρόσπορος, ο κάστορας, το tung, η κάνναβη. Το καστορέλαιο θερμαίνεται πολύ και χρησιμοποιείται σε πυκνωτές χαρτιού. Τα υπόλοιπα λάδια εξατμίζονται. Η εξάτμιση σε αυτά δεν προκαλείται από φυσική εξάτμιση, αλλά από μια χημική αντίδραση που ονομάζεται πολυμερισμός. Χρησιμοποιείται ενεργά σε σμάλτα και χρώματα.
Συμπέρασμα
Το άρθρο εξέτασε λεπτομερώς τι είναι διηλεκτρικό. Έχουν αναφερθεί διάφορα είδη και οι ιδιότητές τους. Φυσικά, για να κατανοήσετε τη λεπτότητα των χαρακτηριστικών τους, θα πρέπει να μελετήσετε το τμήμα της φυσικής σχετικά με αυτά σε μεγαλύτερο βάθος.
