Жидкие диэлектрики.

Органические соединения, в частности углеводороды, широко используются в качестве жидких диэлектриков. Для углеводородов характерны низкая диэлектрическая проницаемость (от 2 до 4) и умеренно высокое удельное электрическое сопротивление (ок. 10 12 ОмЧсм). Поскольку углеводороды не содержат кислорода или азота, они являются химически стабильными и поэтому подходят для использования в сильных электрических полях, в которых процессы ионизации усиливают химическую нестабильность. Примерами жидких диэлектриков могут служить циклические углеводороды, такие, как бензол (C 6 H 6), или ациклические соединения типа гексана . Большинство углеводородов встречаются в виде смесей; химический состав и строение входящих в них компонентов точно не известны. К ним относятся, в порядке возрастания вязкости, петролейный эфир, парафиновое масло, трансформаторные масла, парафин и различные воски.

Некоторые галогенопроизводные продукты, такие, как хлороформ (CHCl 3) и четыреххлористый углерод (CCl 4), являются диэлектриками. К жидким неорганическим диэлектрикам относятся такие сжиженные газы, как двуокись углерода и хлор.

Важным преимуществом жидких диэлектриков является их способность к восстановлению своих свойств после искрового пробоя и способность проводить тепло, что важно для трансформаторов.

Твердые диэлектрики.

К типичным твердым электроизоляционным материалам относятся фарфор, стекло, кварц, натуральная и синтетическая резина и пластики. Тонкие слои твердых изоляторов могут иметь очень высокие значения напряжения пробоя и удельного электрического сопротивления, что видно из приводимой ниже таблицы.

Повышение приложенной разности потенциалов к рассматриваемому образцу твердого или жидкого диэлектрика увеличивает ток через него. Это увеличение приводит к отрыву электронов и образованию пространственного положительного заряда вблизи катода. Электрический пробой является результатом искажения электрического поля внутри изолятора. Как твердые, так и жидкие диэлектрики подвержены поляризации, т.е. их диэлектрическая постоянная больше единицы. Поляризация приводит к появлению диэлектрических потерь при приложении переменных электрических полей. Некоторые материалы, такие, как кварц, полиэтилен и некоторые газы, имеют очень низкие диэлектрические потери даже в высокочастотных электрических полях.

Электромонтажные работы неразрывно связаны со строительством во всех областях народного хозяйства. Поэтому вполне естественно разнообразие технологических методов ведения электромонтажных работ и широкая номенклатура (перечень названий) применяющихся материалов и изделий.
Особенно разнообразны электромонтажные изделия для прокладки, закрепления, соединения и присоединения различных проводников (голых шин, кабелей, голых и изолированных проводов), защиты их в необходимых случаях от вредного воздействия окружающей среды и механических повреждений, а также для установки отдельных аппаратов, светильников и т. п.
Электромонтажные изделия почти не выпускаются заводами промышленности. В основном они изготовляются электромонтажными организациями в своих мастерских. Однако ведущие электромонтажные организации, одной из которых в области электромонтажа промышленных предприятий является Главэлектромонтаж Министерства строительства, уже многие годы производят на своих специализированных заводах электромонтажные изделия в сравнительно больших количествах и ассортименте. Эти изделия являются массовыми и полностью отвечают требованиям, предъявляемым к заводской продукции.
Ниже приводится описание электромонтажных изделий, применяемых только во внутренних электроустановках.
Электромонтажные изделия для наружных установок, воздушных линий электропередачи (которые принято называть арматурой линий), крановых троллеев,
а также муфты для соединения и оконцевания кабелей не рассматриваются.
В тексте, таблицах и на рисунках для изделий указаны типы, принятые в системе Главэлектромонтажа. В брошюре описаны лишь сами изделия. Об их использовании даны только самые общие сведения, гак как технике применения электромонтажных изделий посвящается другая брошюра, готовящаяся к печати в «Библиотеке электромонтера».

Диэлектрическая проницаемость может иметь дисперсию.

Ряд диэлектриков проявляют интересные физические свойства.

Ссылки

• Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов «Эффективная физика»

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Диэлектрики" в других словарях:

ДИЭЛЕКТРИКИ, вещества, плохо проводящие электрический ток (удельное сопротивление порядка 1010 Ом?м). Существуют твердые, жидкие и газообразные диэлектрики. Внешнее электрическое поле вызывает поляризацию диэлектрика. В некоторых твердых… … Современная энциклопедия

Диэлектрики - ДИЭЛЕКТРИКИ, вещества, плохо проводящие электрический ток (удельное сопротивление порядка 1010 Ом´м). Существуют твердые, жидкие и газообразные диэлектрики. Внешнее электрическое поле вызывает поляризацию диэлектрика. В некоторых твердых… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Вещества, плохо проводящие электрический ток (удельное электросопротивление 108 1012 Ом?см). Существуют твердые, жидкие и газообразные диэлектрики. Внешнее электрическое поле вызывает поляризацию диэлектриков. В некоторых твердых диэлектриках… … Большой Энциклопедический словарь

- (англ. dielectric, от греч. dia через, сквозь и англ. electric электрический), вещества, плохо проводящие электрич. ток. Термин «Д.» введён Фарадеем для обозначения в в, в к рые проникает электрич. поле. Д. явл. все газы (неионизованные), нек рые … Физическая энциклопедия

ДИЭЛЕКТРИКИ - ДИЭЛЕКТРИКИ, непроводники, или изоляторы тела, плохо проводящие или совершенно не проводящие электричества. Такими телами являются напр. стекло, слюда, сера, парафин, эбонит, фарфор и т. п. В течение долгого времени при изучении электричества… … Большая медицинская энциклопедия

- (изоляторы) вещества, не проводящие электрического тока. Примеры диэлектриков: слюда, янтарь, каучук, сера, стекло, фарфор, различные сорта масел и др. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза … Морской словарь

Название, данное Михаилом Фарадеем телам непроводящимили, иначе, дурно проводящим электричество, как, напр., воздух, стекло,различные смолы, сера и т. д. Подобные тела называются такжеизоляторами. До исследований Фарадея, произведенных в 30 х… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

ДИЭЛЕКТРИКИ - вещества, практически не проводящие электрический ток; бывают твёрдыми, жидкими и газообразными. Во внешнем электрическом поле Д. поляризуются. Их используют для изоляции электротехнических устройств, в электрических конденсаторах, в квантовой… … Большая политехническая энциклопедия

Вещества, плохо проводящие электрический ток. Термин «Д.» (от греч. diá через и англ. electric электрический) введён М. Фарадеем (См. Фарадей) для обозначения веществ, через которые проникают электрические поля. В любом веществе,… … Большая советская энциклопедия

Вещества, плохо проводящие электрический ток (электропроводность диэлектрики10 8 10 17 Ом 1·см 1). Существуют твёрдые, жидкие и газообразные диэлектрики. Внешнее электрическое поле вызывает поляризацию диэлектриков. В некоторых твердых… … Энциклопедический словарь

Книги

• Диэлектрики и волны , А. Р. Хиппель. Автор предлагаемой вниманию читателей монографии, известный исследователь в области диэлектриков американский ученый А. Хиппель неоднократно выступал в периодической печати и в…
• Действие лазерного излучения на полимерные материалы. Научные основы и прикладные задачи. В 2 книгах. Книга 1. Полимерные материалы. Научные основы лазерного воздействия на полимерные диэлектрики , Б. А. Виноградов, К. Е. Перепелкин, Г. П. Мещерякова. Предлагаемая книга содержит сведения о структуре и основных термических и оптических свойствах полимерных материалов, механизме воздействия на них лазерного излучения в инфракрасном, видимом…

1.10. Термоэлектронная, автоэлектронная, взрывная эмиссия. Фотоэффект на катоде

1.11. Элементы кинетического уравнения для электронов

Глава 2. Теория пробоя Таунсенда

2.1. Первый коэффициент Таунсенда

2.2. Прилипание электронов к атомам и молекулам. Отрыв электронов от отрицательных ионов

2.3. Второй коэффициент Таунсенда

2.4. Электронная лавина

2.5. Условие самостоятельности разряда. Закон Пашена

2.6. Отступления от закона Пашена

2.7. Время разряда

Глава 3. Пробой газа в различных частотных диапазонах

3.1. СВЧ-пробой

3.2. ВЧ-пробой

3.3. Оптический пробой

Глава 4. Искровой разряд в газах

4.1. Наблюдения за развитием разряда в ионизационной камере

4.2. Схемы развития лавинно-стримерных процессов

4.3. Граница таунсендовского и стримерного разрядов

4.4. Пробой газов в наносекундном диапазоне времени

4.5. Длинная искра, разряд в виде молнии

4.6. Главный разряд

Глава 5. Самостоятельные разряды в газах

5.1. Тихий разряд

5.2. Тлеющий разряд

5.3. Дуговой разряд

5.4. Коронный разряд

5.5. Разряд по поверхности твердого диэлектрика

5.6. Зависимость пробивного напряжения газа от межэлектродного расстояния

Список литературы к разделу «Пробой газов»

Часть II. ПРОБОЙ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Глава 1. Тепловой пробой твердых диэлектриков

1.1. Теория теплового пробоя Вагнера

1.2. Другие теории теплового пробоя

Глава. 2. Классические теории электрического пробоя

2.1. Теория Роговского. Разрыв ионной кристаллической решетки

2.2. Разрыв твердого диэлектрика по микротрещине. Теория Горовица

2.3. Теория А. Ф. Иоффе

2.4. Теория А.А. Смурова. Теория электростатической ионизации

Глава 3. Квантово-механические теории электрического пробоя неударным механизмом

3.1. Теория Зинера. Теория безэлектродного пробоя

3.2. Теория Фаулера. Пробой электродного происхождения

3.3. Теория Я.И. Френкеля. Теория термической ионизации

Глава 4. Теории пробоя твердых диэлектриков вследствие ударной ионизации электронами

4.1. Теории Хиппеля и Фрелиха

4.2. Теории пробоя, основанные на решении кинетического уравнения. Теория Чуенкова

4.3. Некоторые замечания по теориям пробоя, основанных на рассмотрении механизма ударной ионизации электронами

Глава 5. Экспериментальные данные, укладывающиеся в представления о пробое твердых диэлектриков ударной ионизацией электронами

5.1. Стадии пробоя твердых диэлектриков

5.2. Развитие разряда в однородном и неоднородном полях в твердых диэлектриках

5.3. Эффект полярности при пробое в неоднородном электрическом поле

5.4. Влияние материала электродов на пробой твердых диэлектриков

5.5. Зависимость времени разряда от толщины диэлектрика. Формирование многолавинно-стримерного механизма разряда

Глава 6. Процессы, наблюдаемые в диэлектриках в области сверхсильных электрических полей

6.1. Электрическое упрочнение

6.2. Электронные токи в микронных слоях ЩГК в сильных электрических полях

6.3. Свечение в микронных слоях ЩГК

6.4. Дислокации и трещины в ЩГК перед пробоем

Глава 7. Другие теории пробоя твердых диэлектриков

7.2. Энергетический анализ электрической прочности твердых диэлектриков по теории Ю.Н. Вершинина

7.4. Термофлуктуационная теория разрушения твердых диэлектриков электрическим полем В.С. Дмитревского

7.5. Особенности пробоя полимерных диэлектриков. Теория электрического пробоя Артбауэра

7.6. Теория электромеханического пробоя Старка и Гартона

Глава 8. Некоторые особенности и закономерности электрического пробоя твердых диэлектриков

8.1. Статистический характер пробоя твердых диэлектриков

8.2. Минимальное пробивное напряжение

8.3. Неполный пробой и последовательный пробой

8.4. Кристаллографические эффекты при пробое кристаллов

8.5. Зависимость электрической прочности от температуры

8.6. Зависимость электрической прочности от времени воздействия напряжения

8.7. Пробой диэлектрических пленок

8.8. Формованные системы металл–диэлектрик–металл (МДМ)

8.9. Заключение по механизму электрического пробоя твердых диэлектриков

Глава 9. Электрохимический пробой

9.1. Электрическое старение органической изоляции

9.2. Кратковременное пробивное напряжение

9.3. Старение бумажной изоляции

9.4. Старение неорганических диэлектриков

Список литературы к разделу «Пробой твердых диэлектриков»

Часть III. ПРОБОЙ ЖИДКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Глава 1. Пробой жидкостей высокой степени очистки

1.1. Проводимость жидких диэлектриков

1.2. Пробой жидкостей вследствие ударной ионизации электронами

1.3. Пробой жидкостей неударным механизмом

Глава 2. Пробой жидких диэлектриков технической очистки

2.1. Влияние влаги

2.2. Влияние механических загрязнений

2.3. Влияние газовых пузырьков

2.4. Теории теплового пробоя жидких диэлектриков

2.5. Вольтолизационная теория пробоя жидких диэлектриков

2.6. Влияние формы и размеров электродов, их материала, состояния поверхности и расстояния между ними на пробой жидкостей

2.7. Развитие разряда и импульсный пробой в жидкостях

2.8. Влияние ультразвука на электрическую прочность

2.9. Внедрение разряда в твердый диэлектрик, погруженный в изолирующую жидкость

Список литературы к разделу «Пробой жидких диэлектриков»

ОГЛАВЛЕНИЕ

Г.А. Воробьев, Ю.П. Похолков, Ю.Д. Королев, В.И. Меркулов

диэлектриков

(область сильных полей)

Каф. ЭИКТ ЭЛТИ

Министерство образования Российской Федерации

Томский политехнический университет

Г.А. Воробьев, Ю.П. Похолков,

Ю.Д. Королев, В.И. Меркулов

Физика диэлектриков

(область сильных полей)

Учебное пособие

Издательство ТПУ

В пособии изложены основные сведения по физике газового разряда, включая ВЧ-, СВЧ- и оптический пробой. Рассмотрены теоретические представления о механизме пробоя твердых и жидких диэлектриков, процессах их старения и представлены некоторые экспериментальные данные об особенностях их пробоя в зависимости от различных факторов. Пособие предназначено для студентов направления «Электротехника, электромеханика, электротехнологии» и может быть полезно специалистам, занимающимся проектированием высоковольтных конструкций.

Рецензенты

Доктор технических наук, профессор ТГАСУ

Г.Г. Волокитин

Доктор физико-математических наук, профессор ТГАСУ

Л.А. Лисицина

Каф. ЭИКТ ЭЛТИ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Известно, что все вещества по электрическим свойствам подраз-

деляются на проводники, полупроводники и диэлектрики. Последние, пожалуй, являются наименее изученными. По физике пробоя диэлектриков имеются многочисленные монографии. Из них наиболее фундаментальными являются монографии В. Франца (1961 г.) и Г.И. Сканави (1958 г.). Но эти книги уже устарели, и их объем выходит за пределы программ учебных дисциплин вузов. Кроме того, эти книги стали библиографической редкостью и практически недоступны для студентов.

Известны также книги А.А. Воробьева, Ю.П. Райзера, Г.С. Кучинского, Б.И. Сажина, В.Я. Ушакова, Ю.Н. Вершинина и др., в которых отражены отдельные вопросы пробоя газообразных, твердых или жидких диэлектриков. Поэтому эти книги могут быть использованы студентами только для более углубленного изучения отдельных разделов курса, но не как учебное пособие. Широко известна книга Г.А. Воробьева (1977 г.) по физике диэлектриков (область сильных полей), которая пользуется спросом у студентов, но в настоящее время она также стала библиографической редкостью и требуется ее переиздание.

В основу представляемого пособия взята уже упомянутая книга Г.А. Воробьева, а также материалы лекций по курсу «Физика диэлектриков (область сильных полей)», которые читаются на протяжении многих лет Ю.П. Похолковым и В.И. Меркуловым для студентов специальности «Электроизоляционная, кабельная и конденсаторная техника» в Томском политехническом университете. При написании отдельных разделов по пробою газов, были использованы материалы, предоставленные Ю.Д. Королевым.

Ввиду многочисленности вопросов, рассматриваемых в данном пособии, при его подготовке для консультаций привлекались С.Г. Еханин, П.Е. Троян, В.В. Лопатин, Ю.И. Кузнецов и др., которые непосредственно занимались изучением пробоя диэлектриков и которым авторы выражают глубокую признательность.

Все появившиеся у читателей замечания просьба присылать по ад-

ресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, ТПУ.

Каф. ЭИКТ ЭЛТИ

ВВЕДЕНИЕ

В диэлектриках, как и в других веществах, всегда имеются заряженные частицы. Если к диэлектрику приложено слабое электрическое поле, то происходящие в нем процессы, связанные с перемещением заряженных частиц, не вызывают его разрушения. Такие явления составляют физику диэлектриков, область слабых полей. Если к диэлектрику приложено гораздо более сильное электрическое поле, при котором заряженные частицы вызывают, в конечном счете, разрушение диэлектрика, то такие явления составляют физику диэлектриков, область сильных полей. В сильных электрических полях в диэлектриках протекают качественно новые явления, которые в слабых электрических полях были невозможны. Для этих полей характерно наличие высокой кинетической энергии заряженных частиц, приобретаемой ими при движении в электрическом поле, которая становится сопоставимой с энергией возбуждения атомов и молекул и энергией их ионизации.

В большинстве случаев очень сильное электрическое поле вызывает резкое увеличение электропроводности, за счет чего диэлектрик теряет свои электроизоляционные свойства. Такое явление называется пробоем диэлектрика. Согласно ГОСТ 21515–76, пробой – это явление образования в диэлектрике проводящего канала под действием электрического поля. Минимальное электрическое напряжение, приложенное к диэлектрику, приводящее к пробою, называется пробивным и обозначаетсяU пр . Соответствующая минимальная напряженность од-

нородного электрического поля, приводящая к пробою диэлектрика, называется электрической прочностью (пробивной напряженностью). В однородном электрическом поле она равна: E пр = U np d (гдеd –

толщина диэлектрика). В случае неоднородного электрического поля величина E пр.ср. = U пр d называется средней пробивной напряженно-

Механизм разрушения диэлектрика под действием электрического поля достаточно сложен и многообразен и может протекать по-разному в зависимости от вида воздействующего напряжения, времени его приложения, типа диэлектрика, его структуры, температуры и др. условий испытания. Это может быть развитие ударной ионизации, нарушение тепловой устойчивости и перегрев диэлектрика за счет высоких диэлектрических потерь или процессы электрохимического старения при длительном воздействии электрического поля. Можно также сказать, что пробой диэлектрика представляет собой сочетание многих физических процессов (электрических, тепловых, оптических, механических и др.), преимущественное развитие которых определяет его механизм.

Каф. ЭИКТ ЭЛТИ

Наиболее существенное влияние на механизм пробоя и его развитие оказывает вид диэлектрика. Так, например, пробой газообразных и жидких диэлектриков отличается от пробоя твердых диэлектриков отсутствием второй стадии, т.е. стадии разрушения. Эта стадия характеризуется остаточными изменениями диэлектрика, обусловленными термическим или механическим разрушением, приводящим к появлению проводящего канала. После пробоя газообразных и жидких диэлектриков таких необратимых изменений практически не наблюдается, т.е. имеет место самовосстановление их электрической прочности, если, конечно, не происходит химического изменения вещества.

Пробой диэлектрика обычно вызывает аварийное состояние электрического аппарата, и очень важно сконструировать электрический аппарат так, чтобы он имел минимальные размеры и при воздействии рабочего напряжения не пробивался в течение положенного времени эксплуатации. В то же время явления, сопровождающие пробой диэлектриков, находят практическое применение при разработке новых технологий. Такими примерами являются использование газового разряда в газоразрядных приборах, в газовых лазерах, в приборах со взрывной эмиссией, в электроискровой обработке конструкционных материалов, при электроимпульсном разрушении и измельчении горных пород, при получении смазочных масел и др. Во всех случаях важно знать закономерности пробоя диэлектриков.

Наиболее изученным является пробой газов, поэтому он рассматривается в первом разделе. Кроме того, многие представления о газовом разряде широко привлекаются для объяснения пробоя твердых и жидких диэлектриков. Далее по степени изученности идет пробой твердых и жидких диэлектриков, который рассмотрен во втором и третьем разделах.

В отличие от книги Г.А. Воробьева «Физика диэлектриков (область сильных полей)», в данном пособии значительно увеличен объем раздела по газовому разряду. Этому способствовало появление в 1987 г. фундаментальной монографии по физике газового разряда, изданной Ю.П. Райзером. Более подробно рассмотрены вопросы столкновения атомных частиц, особенности пробоя газа в разных частотных диапазонах, особенности тлеющего, дугового и коронного разрядов.

Все разделы по пробою твердых диэлектриков пересмотрены с учетом их важности с позиций современных теоретических представлений. Значительно уменьшен объем разделов, в которых излагаются теории теплового пробоя Вагнера, А.Ф. Вальтера и Н.Н. Семенова, строгая теория В.А. Фока, классические теории электрического пробоя Роговского и Иоффе и другие теории, представляющие большей частью исторический интерес. Сокращен также объем разделов, в кото-

Каф. ЭИКТ ЭЛТИ

рых излагаются квантово-механические теории электрического пробоя твердых диэлектриков неударным механизмом Зинера, Френкеля и Фаулера и квантово-механические теории ударным механизмом А. Хиппеля и Г. Фрелиха.

При объяснении механизма электрического пробоя твердых диэлектриков в литературе сложилось два научных направления. Большинство экспериментальных данных показывает, что электрический пробой твердых диэлектриков обусловлен ударной ионизацией электронами. Однако в работах Ю.Н. Вершинина и его сотрудников отрицается возможность развития в твердых диэлектриках ударной ионизации электронами. Они подходят к объяснению механизма электрического пробоя твердых диэлектриков с позиции перегревной электрической неустойчивости и электронной детонации при разрушении твердых диэлектриков. Эти вопросы рассматриваются в отдельном разделе.

Выделены в отдельный раздел и значительно расширены вопросы пробоя твердых диэлектриков в области сверхсильных электрических полей (электрическое упрочнение, электронные токи и свечение в микронных слоях, дислокации и трещины перед пробоем и др.), которые не противоречат механизму электрического пробоя ударной ионизацией электронами. Введены разделы по пробою диэлектрических пленок и формованных МДМ-систем.

Рассмотрены некоторые особенности пробоя полимерных диэлектриков согласно работам Артбауэра, Старка, Гартона, С.Н. Колесова. Расширен раздел электрического старения твердых диэлектриков под действием частичных разрядов согласно данным Г.С. Кучинского и С.Н. Койкова.

Раздел пробоя жидких диэлектриков дополнен новыми данными о развитии разряда в жидкости и влиянии ультразвука на ее электрическую прочность. Рассмотрены особенности и закономерности внедрения электрического разряда в твердый диэлектрик, погруженный в жидкость.

Диэлектрик - это материал или вещество, которое практически не пропускает электрический ток. Такая проводимость получается вследствие небольшого количества электронов и ионов. Данные частицы образуются в не проводящем электрический ток материале только при достижении высоких температурных свойств. О том, что такое диэлектрик и пойдёт речь в этой статье.

Описание

Каждый электронный или радиотехнический проводник, полупроводник или заряженный диэлектрик пропускает через себя электрический ток, но особенность диэлектрика в том, что в нем даже при высоком напряжении свыше 550 В будет протекать ток малой величины. Электрический ток в диэлектрике - это движение заряженных частиц в определённом направлении (может быть положительным и отрицательным).

Виды токов

В основе электропроводимости диэлектриков лежат:

• Токи абсорбционные - ток, который протекает в диэлектрике при постоянном токе до тех пор, пока не достигнет состояния равновесия, изменяя направление при включении и подаче на него напряжения и при отключении. При переменном токе напряжённость в диэлектрике будет присутствовать в нём всё время, пока находится в действии электрического поля.
• Электронная электропроводность - перемещение электронов под действием поля.
• Ионная электропроводность - представляет собой движение ионов. Находится в растворах электролитов - соли, кислоты, щёлочь, а так же во многих диэлектриках.
• Молионная электропроводность - движение заряженных частиц, называемых молионами. Находится в коллоидных системах, эмульсиях и суспензиях. Явление движения молионов в электрическом поле называется электрофорезом.

Классифицируют по агрегатному состоянию и химической природе. Первые делятся на твёрдые, жидкостные, газообразные и затвердевающие. По химической природе делятся на органику, неорганику и элементоорганические материалы.

По агрегатному состоянию:

• Электропроводимость газов. У газообразных веществ достаточно малая проводимость тока. Он может возникать при наличии свободных заряженных частиц, что появляется из-за воздействия внешних и внутренних, электронных и ионных факторов: излучение рентгена и радиоактивного вида, соударение молекул и заряженных частиц, тепловые факторы.
• Электропроводимость жидкого диэлектрика. Факторы зависимости: структура молекулы, температура, примеси, присутствие крупных зарядов электронов и ионов. Электропроводимость жидких диэлектриков во многом зависит от наличия влаги и примесей. Проводимость электричества полярных веществ создаётся ещё при помощи жидкости с диссоциированными ионами. При сравнении полярных и неполярных жидкостей, явное преимущество в проводимости имеют первые. Если очистить жидкость от примесей, то это поспособствует уменьшению её проводимых свойств. При росте проводимости и его температуры возникает уменьшение её вязкости, приводящее к увеличению подвижности ионов.
• Твёрдые диэлектрики. Их электропроводимость обуславливается как перемещение заряженных частиц диэлектрика и примесей. В сильных полях электрического тока выявляется электропроводимость.

Физические свойства диэлектриков

При удельном сопротивлении материала равном меньше 10-5 Ом*м их можно отнести к проводникам. Если больше 108 Ом*м — к диэлектрикам. Возможны случаи, когда удельное сопротивление будет в разы больше сопротивления проводника. В интервале 10-5-108 Ом*м находится полупроводник. Металлический материал — отличный проводник электрического тока.

Из всей таблицы Менделеева только 25 элементов относятся к неметаллам, причём 12 из них, возможно, будут со свойствами полупроводника. Но, разумеется, кроме веществ таблицы, существует ещё множество сплавов, композиций или химических соединений со свойством проводника, полупроводника или диэлектрика. Исходя из этого, трудно провести определённую грань значений различных веществ с их сопротивлениями. Для примера, при пониженном температурном факторе полупроводник станет вести себя подобно диэлектрику.

Применение

Использование не проводящих электрический ток материалов очень обширно, ведь это один из популярно используемых классов электротехнических компонентов. Стало достаточно ясно, что их можно применять благодаря свойствам в активном и пассивном виде.

В пассивном виде свойства диэлектриков используют для применения в электроизоляционном материале.

В активном виде они используются в сегнетоэлектрике, а также в материалах для излучателей лазерной техники.

Основные диэлектрики

К часто встречающимся видам относятся:

• Стекло.
• Резина.
• Нефть.
• Асфальт.
• Фарфор.
• Кварц.
• Воздух.
• Алмаз.
• Чистая вода.
• Пластмасса.

Что такое диэлектрик жидкий?

Поляризация данного вида происходит в поле электрического тока. Жидкостные токонепроводящие вещества используются в технике для заливки или пропитки материалов. Есть 3 класса жидких диэлектриков:

Нефтяные масла - являются слабовязкими и в основном неполярными. Их часто используют в высоковольтных аппаратурах: высоковольтные воды. - это неполярный диэлектрик. Кабельное масло нашло применение в пропитке изоляционно-бумажных проводов с напряжением на них до 40 кВ, а также покрытий на основе металла с током больше 120 кВ. Масло трансформаторное по сравнению с конденсаторным имеет более чистую структуру. Данный вид диэлектрика получил широкое распространение в производстве, несмотря на большую себестоимость по сравнению с аналоговыми веществами и материалами.

Что такое диэлектрик синтетический? В настоящее время практически везде он запрещён из-за высокой токсичности, так как производится на основе хлорированного углерода. А жидкий диэлектрик, в основе которого кремний органический, является безопасным и экологически чистым. Данный вид не вызывает металлической ржавчины и имеет свойства малой гигроскопичности. Существует разжиженный диэлектрик, содержащий фторорганическое соединение, которое особо популярно из-за своей негорючести, термических свойств и окислительной стабильности.

И последний вид, это растительные масла. Они являются слабо полярными диэлектриками, к ним относятся льняное, касторовое, тунговое, конопляное. Касторовое масло является сильно нагреваемым и применяется в бумажных конденсаторах. Остальные масла - испаряемые. Выпаривание в них обуславливается не естественным испарением, а химической реакцией под названием полимеризация. Активно применяется в эмалях и красках.

Заключение

В статье было подробно рассмотрено, что такое диэлектрик. Были упомянуты различные виды и их свойства. Конечно, чтобы понять всю тонкость их характеристик, придётся более углубленно изучить раздел физики о них.