Диэлектрикийн задралын механизмыг авч үзэхийн өмнө эдгээр материалын онцлогийг олж мэдэхийг хичээцгээе. Цахилгаан тусгаарлагч материал нь өөр өөр цахилгаан потенциалтай цахилгаан тоног төхөөрөмжийн хэсэг эсвэл хэлхээний элементүүдийг тусгаарлах боломжийг олгодог бодис юм.
Материалын онцлог
Дамжуулагч материалтай харьцуулахад тусгаарлагч нь цахилгаан эсэргүүцэх чадвараас хамаагүй өндөр байдаг. Эдгээр материалын ердийн шинж чанар нь хүчирхэг цахилгаан орон бий болгох, мөн эрчим хүчний хуримтлал юм. Энэ шинж чанарыг конденсаторуудад өргөн ашигладаг.
Ангилал
Бүх цахилгаан тусгаарлагч материалыг нэгтгэх төлөвийн дагуу шингэн, хий, хатуу гэж хуваадаг. Хамгийн том нь диэлектрикийн сүүлчийн бүлэг юм. Эдгээрт хуванцар, керамик, өндөр полимер материалууд орно.
Химийн найрлагаас хамааран цахилгаан тусгаарлагч материалыг органик бус болон органик гэж хуваадаг.
Нүүрстөрөгч нь органик тусгаарлагчийн үндсэн химийн элементийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Хамгийн их температурыг тэсвэрлэдэгорганик бус материал: керамик, гялтгануур.
Диэлектрикийг олж авах аргаас хамааран нийлэг ба байгалийн (байгалийн) гэж хуваах нь заншилтай байдаг. Төрөл бүр нь тодорхой шинж чанартай байдаг. Одоогийн байдлаар синтетик бодисууд маш том бүлэгт багтаж байна.
Хатуу диэлектрик материалыг материалын бүтэц, найрлага, технологийн шинж чанараар нь цааш нь тусдаа дэд ангилалд хуваадаг. Жишээлбэл, лав, керамик, эрдэс, хальс тусгаарлагч зэрэг байдаг.
Эдгээр бүх материал нь цахилгаан дамжуулах чанараараа тодорхойлогддог. Цаг хугацаа өнгөрөхөд ийм бодисууд нь шингээлтийн гүйдлийн бууралтаас болж одоогийн үнэ цэнийн өөрчлөлтийг харуулдаг. Тодорхой мөчөөс эхлэн цахилгаан тусгаарлагч материалд зөвхөн дамжуулах гүйдэл байдаг бөгөөд энэ материалын шинж чанар нь түүний утгаас хамаарна.
Процессын онцлогууд
Хэрэв цахилгаан орны хүч нь цахилгааны хүч чадлын хязгаараас их байвал диэлектрик задрал үүснэ. Энэ бол түүнийг устгах үйл явц юм. Энэ нь ийм материалаар эвдэрсэн газарт анхны цахилгаан тусгаарлагч шинж чанараа алдахад хүргэдэг.
Эвдрэлийн хүчдэл нь диэлектрикийн эвдрэл үүсэх утга юм.
Диэлектрик хүч нь талбайн хүч чадлын утгаар тодорхойлогддог.
Хатуу диэлектрикийн задрал нь цахилгаан эсвэл дулааны процесс юм. Энэ нь үнэ цэнийн хатуу тусгаарлагч материалын нуранги нэмэгдэхэд хүргэдэг үзэгдлүүд дээр суурилдагцахилгаан гүйдэл.
Хатуу диэлектрикийн задрал нь онцлог шинж чанартай:
- дамжуулагчийн утгын температур ба хүчдэлээс байхгүй эсвэл сул хамаарал;
- ашигласан диэлектрик материалын зузаанаас үл хамааран нэг төрлийн талбайн материалын цахилгааны хүч;
- механик бат бэхийн нарийн хязгаар;
- нэгдүгээрт, гүйдэл экспоненциалаар нэмэгдэж, хатуу диэлектрикийн эвдрэл нь гүйдлийн огцом өсөлт дагалддаг;
- нэг төрлийн бус талбарт энэ үйл явц нь талбайн хамгийн их хүч чадалтай газарт явагдана.
Дулааны эвдрэл
Энэ нь их хэмжээний диэлектрик алдагдалтай үед, материалыг бусад дулааны эх үүсвэрээр халаах үед, дулааны энерги муу арилах үед гарч ирдэг. Диэлектрикийн ийм эвдрэл нь дулаан дамжуулалт алдагдсан хэсэгт эсэргүүцэл огцом буурсны үр дүнд цахилгаан гүйдэл нэмэгддэг. Суларсан газарт диэлектрикийн бүрэн дулааны устгал үүсэх хүртэл ижил төстэй үйл явц ажиглагдаж байна. Жишээлбэл, анхны цул цахилгаан тусгаарлагч материал хайлна.
Тэмдгүүд
Диэлектрик эвдрэл нь онцлог шинж чанартай:
- байгаль орчинд дулаан ялгаруулах чанар муутай газарт тохиолддог;
- орчны температур нэмэгдэх тусам эвдрэлийн хүчдэл буурна;
- цахилгаан хүч нь диэлектрикийн зузаантай урвуу хамааралтайдавхарга.
Ерөнхий шинж чанарууд
Диэлектрикийн задралын үндсэн төрлүүдийг тодорхойлж үзье. Үйл явцын мөн чанар нь цахилгаан талбайн хүч чадлын эгзэгтэй утгаас хэтэрсэн үед түүний шинж чанар бүхий цахилгаан тусгаарлагч материал алдагдах явдал юм. Энэ процессын хэд хэдэн төрөл байдаг:
- диэлектрикийн цахилгаан задрал;
- дулааны процесс;
- цахилгаан химийн хөгшрөлт.
Цахилгаан хувилбар нь хүчтэй цахилгаан талбарт гарч ирэх сөрөг электронуудын нөлөөллийн иончлолын үр дүнд үүсдэг. Энэ процесс нь гүйдлийн нягтын огцом өсөлт дагалддаг.
Тусгаарлагчийн дулааны процессын шалтгаан нь цахилгаан дамжуулах чанарын нөлөөлөл эсвэл диэлектрик алдагдлын үр дүнд системээс үүсэх дулааны хэмжээ ихсэх явдал юм. Ийм эвдрэлийн үр дүн нь цахилгаан тусгаарлагч материалын дулааны эвдрэл юм.
Диэлектрикийн задралын хүчдэл өөрчлөгдөхөд цахилгаан тусгаарлагч материалын бүтцэд өөрчлөлтүүд гарч, диэлектрикийн химийн найрлага мөн өөрчлөгддөг. Үүний үр дүнд тусгаарлагчийн эсэргүүцлийн эргэлт буцалтгүй бууралт ажиглагдаж байна. Энэ тохиолдолд диэлектрикийн цахилгаан хөгшрөлт үүсдэг.
Хийн орчинд
Хийн диэлектрикийн задрал хэрхэн явагддаг вэ? Сансрын болон цацраг идэвхт цацрагийн улмаас агаарын цоорхойд цөөн тооны цэнэгтэй хэсгүүд байдаг. Талбайд сөрөг электронуудын хурдатгал ажиглагдаж, үүний үр дүнд нэмэлт энергийг олж авдаг бөгөөд түүний утга нь талбайн хүч ба хүчнээс шууд хамаардаг.мөргөлдөхөөс өмнөх бөөмийн дундаж замын урт. Их хэмжээний эрчимтэй үед электрон урсгалын өсөлт ажиглагддаг бөгөөд энэ нь цоорхойг задлахад хүргэдэг. Энэ үйл явцад хэд хэдэн хүчин зүйл нөлөөлдөг. Эдгээрээс хамгийн чухал нь талбайн сонголт юм. Хийн цахилгаан хүч ба даралт, температурын хооронд шууд хамаарал бий.
Шингэн орчин
Шингэн диэлектрикийн задрал нь цахилгаан тусгаарлагч материалын цэвэр байдалтай холбоотой. Гурван градус байна:
- диэлектрик дэх хатуу механик хольц ба эмульсийн усны агууламж;
- техникийн хувьд цэвэр;
- бүрэн цэвэрлэж, хийгүйжүүлсэн.
Болгоомжтой цэвэрлэсэн шингэн диэлектрикүүдэд эвдрэлийн зөвхөн цахилгаан хувилбар байдаг. Шингэн ба хийн нягтын мэдэгдэхүйц ялгаатай байдлаас шалтгаалан электрон замын урт багасч, энэ нь задралын хүчдэл нэмэгдэхэд хүргэдэг.
Орчин үеийн цахилгаан эрчим хүчний салбарт техникийн хувьд цэвэр төрлийн шингэн диэлектрикийг ашигладаг бөгөөд тэдгээрт бага зэрэг хольц агуулагдахыг зөвшөөрдөг.
Шингэн цахилгаан тусгаарлагч материал дахь эмульсийн усны хамгийн бага хэмжээ ч цахилгааны бат бөх чанарыг эрс бууруулдаг гэдгийг анхаарах хэрэгтэй.
Тиймээс диэлектрикийн хүч ба диэлектрикийн задрал нь холбогдох хэмжигдэхүүн юм. Шингэн орчинд задрах механизмыг авч үзье. Эмульсийн усны дуслууд нь цахилгаан талбарт туйлширч, дараа нь туйлын электродуудын хоорондох зайд унадаг. Энд тэдгээр нь гажигтай, нэгдэж, гүүр үүсдэг.бага цахилгаан эсэргүүцэлтэй. Туршилт нь тэдний дээр явагддаг. Гүүрний харагдах байдал нь тосны бат бөх чанарыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг.
Цахилгаан тусгаарлагч материалын онцлог
Хатуу диэлектрикийн задралын авч үзсэн төрлүүд нь орчин үеийн цахилгаан инженерчлэлд хэрэглэгдэхээ олсон.
Технологид одоогийн байдлаар хэрэглэж байгаа шингэн ба хагас шингэн диэлектрик материалуудаас трансформатор, конденсаторын тос, мөн синтетик шингэн: совтол, совол.
Ашигт малтмалын тосыг түүхий тосыг фракц нэрэх замаар гаргаж авдаг. Тэдний бие даасан төрлүүдийн хооронд зуурамтгай чанар, цахилгаан шинж чанар нь ялгаатай байдаг.
Жишээ нь кабель болон конденсаторын тосыг маш сайн боловсруулсан тул диэлектрик шинж чанар нь маш сайн байдаг. Шатамхай бус синтетик шингэн нь совтол ба совол юм. Эхнийхийг авахын тулд талст дифенилийн хлоржуулах урвал явагдана. Энэхүү тунгалаг наалдамхай шингэн нь хортой бөгөөд салст бүрхэвчийг цочроох чадвартай тул ийм диэлектриктэй ажиллахдаа урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээг сайтар дагаж мөрдөх шаардлагатай.
Совтол нь трихлорбензол ба соволын холимог тул энэхүү цахилгаан тусгаарлагч материал нь бага зуурамтгай чанараараа онцлог юм.
Синтетик шингэнийг хоёуланг нь үйлдвэрийн хувьсах болон тогтмол гүйдлийн төхөөрөмжид суурилуулсан орчин үеийн цаасан конденсаторыг шингээхэд ашигладаг.
Органикөндөр полимер диэлектрик материалууд нь олон мономер молекулуудаас тогтдог. Хув, байгалийн резин нь өндөр диэлектрик шинж чанартай.
Церезин, парафин зэрэг лав материалууд хайлах цэг нь тодорхой байдаг. Ийм диэлектрик нь поликристал бүтэцтэй.
Орчин үеийн цахилгааны инженерчлэлд нийлмэл материал болох хуванцар эрэлт хэрэгцээтэй байгаа. Эдгээр нь полимер, давирхай, будагч бодис, тогтворжуулах бодис, түүнчлэн хуванцаржуулагч бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг. Дулаантай харьцах харьцаагаар нь термопластик ба термосет материал гэж ангилдаг.
Агаарт ажиллахдаа ердийн материалтай харьцуулахад илүү нягт бүтэцтэй цахилгаан картоныг ашигладаг.
Диэлектрик шинж чанар бүхий давхаргын цахилгаан тусгаарлагч материалуудаас бид текстолит, гетинакс, шилэн материалыг онцлон тэмдэглэв. Силикон эсвэл резол давирхайг холбогч болгон ашигладаг эдгээр ламинатууд нь маш сайн диэлектрик юм.
Үзэгдэлийн шалтгаан
Диэлектрик задрах янз бүрийн шалтгаан бий. Тиймээс энэхүү физик үйл явцыг бүрэн тайлбарлах бүх нийтийн онол одоо болтол байхгүй байна. Тусгаарлагчийн сонголтоос үл хамааран эвдэрсэн тохиолдолд тусгай дамжуулалтын суваг үүсдэг бөгөөд түүний хэмжээ нь энэ цахилгаан төхөөрөмжид богино холболт үүсгэдэг. Ийм үйл явцын үр дагавар юу вэ? Үүний үр дүнд онцгой байдлын магадлал өндөр байнацахилгаан төхөөрөмжийг үйлчилгээнээс хасна.
Тусгаарлалтын системээс хамаарч эвдрэл нь янз бүрийн шинж чанартай байж болно. Хатуу диэлектрикийн хувьд суваг нь гүйдлийг унтраасны дараа ч мэдэгдэхүйц дамжуулалтыг хадгалж байдаг. Хийн болон шингэн цахилгаан тусгаарлагч материал нь цэнэглэгдсэн электронуудын өндөр хөдөлгөөнөөр тодорхойлогддог. Тиймээс хүчдэлийн өөрчлөлтөөс болж эвдэрсэн сувгийг агшин зуур сэргээж байна.
Шингэн доторх эвдрэл нь янз бүрийн процессын улмаас үүсдэг. Нэгдүгээрт, электродуудын хоорондох зайд оптикийн нэгэн төрлийн бус байдал үүсдэг бөгөөд эдгээр газруудад шингэн нь тунгалаг байдлаа алддаг. А. Гемантийн онол нь шингэн диэлектрикийн задралыг эмульс гэж үздэг. Эрдэмтдийн хийсэн тооцооллоор цахилгаан талбайн нөлөөгөөр чийгийн дусал сунасан диполь хэлбэртэй болдог. Талбайн хүч өндөртэй тохиолдолд тэдгээр нь нийлдэг бөгөөд энэ нь үүссэн суваг дахь цэнэгийг гадагшлуулахад хувь нэмэр оруулдаг.
Олон тооны туршилт явуулахад хэрэв шингэнд хий байгаа бол хүчдэл огцом нэмэгдвэл задрахаас өмнө бөмбөлөгүүд гарч ирдэг болохыг тогтоожээ. Үүний зэрэгцээ ийм шингэний задралын хүчдэл нь даралт буурах эсвэл температур нэмэгдэх тусам буурдаг.
Дүгнэлт
Цахилгааны салбар хөгжихийн хэрээр орчин үеийн диэлектрик материалууд сайжирч байна. Одоогийн байдлаар төрөл бүрийн диэлектрик үйлдвэрлэх технологи маш шинэчлэгдсэн тул өндөр хүчин чадалтай хямд диэлектрик бүтээх боломжтой болсон.
ДундХаргалзах шинж чанартай хамгийн эрэлт хэрэгцээтэй материалууд нь шил, шилэн пааланд онцгой анхаарал хандуулдаг. Суурилуулалт, шүлтлэг, чийдэн, конденсатор, энэ материалын бусад төрлүүд нь аморф бүтэцтэй бодисууд юм. Хольцонд кальци, хөнгөн цагаан исэл нэмэхэд материалын диэлектрик шинж чанарыг сайжруулж, задрах магадлалыг бууруулах боломжтой.
Шилэн паалан нь металл гадаргуу дээр нимгэн шилэн давхарга тогтдог материал юм. Энэ технологи нь зэврэлтээс найдвартай хамгаална.
Цахилгаан тусгаарлагч шинж чанартай бүх материалыг орчин үеийн технологид өргөнөөр ашиглаж байна. Диэлектрикийн эвдрэлээс цаг тухайд нь урьдчилан сэргийлж чадвал үнэтэй тоног төхөөрөмжийг гэмтээхээс урьдчилан сэргийлэх бүрэн боломжтой.
