Dielektrikas yra medžiaga arba medžiaga, kuri praktiškai neperduoda elektros srovės. Tokį laidumą lemia nedidelis elektronų ir jonų skaičius. Šios dalelės susidaro nelaidžioje medžiagoje tik tada, kai pasiekiamos aukštos temperatūros savybės. Apie tai, kas yra dielektrikas, ir bus aptarta šiame straipsnyje.
Aprašymas
Kiekvienas elektroninis ar radijo laidininkas, puslaidininkis ar įkrautas dielektrikas praleidžia per save elektros srovę, tačiau dielektriko ypatumas yra tas, kad net esant aukštai įtampai, viršijančiai 550 V, jame tekės nedidelė srovė. Elektros srovė dielektrike – tai įkrautų dalelių judėjimas tam tikra kryptimi (ji gali būti teigiama arba neigiama).
Srovių tipai
Dielektrikų elektrinis laidumas pagrįstas:
- Absorbcinės srovės – srovė, kuri teka dielektriku pastovia srove, kol pasiekia pusiausvyros būseną, keičia kryptį, kai jis įjungiamas ir kai įtampa tiekiama bei išjungiama. Esant kintamajai srovei, dielektriko įtampa jame bus visą laiką, kol jis bus veikiamas elektrinio lauko.
- Elektroninis laidumas – elektronų judėjimas veikiant laukui.
- Joninis elektrinis laidumas – tai jonų judėjimas. Jis randamas elektrolitų tirpaluose – druskose, rūgštyse, šarmuose, taip pat daugelyje dielektrikų.
- Moliono elektrinis laidumas yra įkrautų dalelių, vadinamų molionais, judėjimas. Jis randamas koloidinėse sistemose, emulsijose ir suspensijose. Moliono judėjimo elektriniame lauke reiškinys vadinamas elektroforeze.
Izoliacinės medžiagos klasifikuojamos pagal jų sujungimo būseną ir cheminę prigimtį. Pirmieji skirstomi į kietus, skystus, dujinius ir kietėjančius. Pagal cheminę prigimtį jie skirstomi į organines, neorganines ir organinių elementų medžiagas.
Dielektrikų elektrinis laidumas pagal sujungimo būseną:
- Dujų elektrinis laidumas. Dujinės medžiagos turi gana mažą srovės laidumą. Tai gali atsirasti esant laisvai įkrautoms dalelėms, kurios atsiranda dėl išorinių ir vidinių, elektroninių ir joninių veiksnių įtakos: rentgeno spindulių ir radioaktyviųjų rūšių, molekulių ir įkrautų dalelių susidūrimo, šiluminių veiksnių.
- Skysto dielektriko elektrinis laidumas. Priklausomybės veiksniai: molekulinė struktūra, temperatūra, priemaišos, didelių elektronų ir jonų krūvių buvimas. Skystų dielektrikų elektrinis laidumas labai priklauso nuo drėgmės ir priemaišų buvimo. Polinių medžiagų elektros laidumas sukuriamas net ir naudojant skystį su disocijuotais jonais. Lyginant polinius ir nepolinius skysčius,pirmieji turi aiškų laidumo pranašumą. Jei skystis bus išvalytas nuo priemaišų, tai prisidės prie jo laidžių savybių sumažėjimo. Didėjant skystos medžiagos laidumui ir jos temperatūrai, sumažėja jos klampumas, todėl padidėja jonų mobilumas.
- Tietieji dielektrikai. Jų elektrinis laidumas nustatomas kaip įkrautų dielektrikų dalelių ir priemaišų judėjimas. Stipriuose elektros srovės laukuose aptinkamas elektros laidumas.
Fizikinės dielektrikų savybės
Kai medžiagos savitoji varža mažesnė nei 10–5 omųm, jos gali būti priskirtos laidininkams. Jei daugiau nei 108 omųm - dielektrikams. Pasitaiko atvejų, kai varža bus daug kartų didesnė už laidininko varžą. Intervale 10-5-108 Ohmm yra puslaidininkis. Metalinė medžiaga yra puikus elektros srovės laidininkas.
Iš visos periodinės lentelės tik 25 elementai priklauso nemetalams, o 12 iš jų galbūt turės puslaidininkio savybes. Bet, žinoma, be lentelės medžiagų, yra dar daug lydinių, kompozicijų ar cheminių junginių, turinčių laidininko, puslaidininkio ar dielektriko savybę. Remiantis tuo, sunku nubrėžti tam tikrą ribą tarp įvairių medžiagų verčių ir jų atsparumo. Pavyzdžiui, su sumažintu temperatūros koeficientu puslaidininkis elgsis kaip dielektrikas.
Programa
Nelaidžios medžiagos naudojamos labai plačiai, nes tai viena iš dažniausiai naudojamų rūšiųelektriniai komponentai. Tapo visiškai aišku, kad dėl savybių juos galima naudoti aktyvia ir pasyvia forma.
Pasyvioje formoje dielektrikų savybės naudojamos elektros izoliacinėje medžiagoje.
Aktyvi forma jie naudojami feroelektrikoje, taip pat lazerinių technologijų spinduliuotės medžiagose.
Pagrindiniai dielektrikai
Įprastos rūšys:
- Stiklas.
- Guma.
- Aliejus.
- Asf altas.
- Porcelianas.
- Kvarcas.
- Air.
- Deimantas.
- Švarus vanduo.
- Plastikas.
Kas yra skystasis dielektrikas?
Šio tipo poliarizacija vyksta elektros srovės lauke. Skystos nelaidžios medžiagos yra naudojamos inžinerijoje liejant arba impregnuojant medžiagas. Yra 3 skystųjų dielektrikų klasės:
Naftos alyvos yra mažo klampumo ir dažniausiai nepolinės. Jie dažnai naudojami aukštos įtampos įrenginiuose: transformatorių alyvoje, aukštos įtampos vandenyje. Transformatoriaus alyva yra nepolinis dielektrikas. Kabelinė alyva buvo pritaikyta impregnuojant izoliacinius popierinius laidus, kurių įtampa yra iki 40 kV, taip pat metalo pagrindo dangas, kurių srovė didesnė nei 120 kV. Transformatorių alyva turi švaresnę struktūrą nei kondensatorių alyva. Šio tipo dielektrikai plačiai naudojami gamyboje, nepaisant didelių sąnaudų, palyginti su analogiškomis medžiagomis.
Kas yra sintetinis dielektrikas? Šiuo metu jis yra uždraustas beveik visur dėl didelio toksiškumo, nes gaminamas chloruotos anglies pagrindu. Skystas dielektrikas organinio silicio pagrindu yra saugus ir nekenksmingas aplinkai. Šis tipas nesukelia metalo rūdžių ir pasižymi mažo higroskopiškumo savybėmis. Yra suskystintas dielektrikas, kurio sudėtyje yra organinio fluoro junginio, kuris yra ypač populiarus dėl savo nedegumo, šiluminių savybių ir oksidacinio stabilumo.
Ir paskutinė rūšis yra augaliniai aliejai. Tai silpnai poliariniai dielektrikai, tai yra linų sėmenys, ricinos, tungas, kanapės. Ricinos aliejus yra labai kaitinamas ir naudojamas popieriniuose kondensatoriuose. Likę aliejai išgarinami. Garavimą jose sukelia ne natūralus garavimas, o cheminė reakcija, vadinama polimerizacija. Aktyviai naudojamas emaliui ir dažams.
Išvada
Straipsnyje išsamiai aptarta, kas yra dielektrikas. Buvo paminėtos įvairios rūšys ir jų savybės. Žinoma, norėdami suprasti jų savybių subtilumą, turėsite išsamiau išstudijuoti fizikos skyrių apie juos.
