Электротехнические материалы Теория конструктивных материалов

К тепловым характеристикам диэлектриков относятся: температура плавления, температура размягчения, температура каплепадения, температура вспышки паров, теплостойкость пластмасс, термоэластичность (теплостойкость) лаков, нагревостойкость, морозостойкость, тропикостойкость.

Общие представления об электропроводности диэлектриков

Сквозной ток - Iскв (ток утечки) протекает по диэлектрику под воздействием постоянного напряжения - обусловлен наличием в диэлектриках свободных носителей заряда различной природы.

Вид диэлектрикаНосители заряда (область слабых полей)Природа носителей заряда (происхождение)
ГазообразныеПоложительные и отрицательные ионыИонизация молекул газа
В сильных полях также электроныГлавным образом ударная ионизация и фотоионизация молекул газа
ЖидкиеИоныДиссоциация молекул примеси (реже собственных молекул)
Коллоидные заряженные частицы Характерны для эмульсий (коллоидные частицы жидкость) и суспензий(взвешенная фаза твердое вещество)
ТвердыеИоныДиссоциация примесей или собственных молекул
Точечные дефекты кристаллической решетки: вакансии (пустые узлы) межузельные ионыЗависят от структуры кристаллического диэлектрика
Электроны проводимости или дырки в заполненной зонеВ диэлектриках с электронным механизмом проводимости

 

Зависимость тока от времени приложения постоянного напряжения

В момент включения постоянного электрического поля через диэлектрик электрического конденсатора протекает ток смещения - Iсм, обусловленный быстрыми видами поляризаций.

В неполярных однородных диэлектриках затем устанавливается ток сквозной проводимости - Iскв.

В полярных и неоднородных диэлектриках протекает также ток абсорбции - Iабс, вызываемый активными составляющими токов, связанных с установлением замедленных (релаксационных) поляризаций. Во многих диэлектриках, используемых в качестве электрической изоляции, Iабс устанавливается за время меньше 1 мин.

[Токи в неполярном диэлектрике]

Изменение тока через неполярный диэлектрик в зависимости от времени подключения постоянного напряжения показано на рисунке.

 

Токи абсорбции

Токи абсорбции могут устанавливаться в диэлектрике в течение длительного времени в зависимости от типа диэлектрика и механизма поляризации. Уменьшение тока Iабс может наблюдаться в течение минут или даже часов. После установления тока абсорбции через диэлектрик будет протекать только ток сквозной проводимости.

При расчете сопротивления изоляции на постоянном напряжении необходимо расчет вести по току сквозной проводимости Iскв, исключая токи абсорбции.

[Токи в полярном диэлектрике]

Посмотрите как изменяется ток в зависимости от времени приложения постоянного напряжения к диэлектрику, в котором возникают токи абсорбции.

Механизмы возникновения и уменьшения тока абсорбции Iабс

При ионной проводимости наличие блокирующих контактов (БК) с электродами.

[Действие блокирующих контактов]

Блокирующие контакты препятствуют прохождению носителей заряда через границу электрод-диэлектрик или разряда носителей, подходящих из объема на границе с электродом.

  Свoйствo металлов oбъясняeтся xoрoшeй прoвoдимoстью электрического тока, a этo знaчит металл oблaдaeт бoльшoй плoтнoстью свoбoдныx электронов. Мaлoe удельное сопротивление имeют xимичeски чистыe металлы. Кaк прaвилo, сплaвы пo срaвнeнию с чистыми металлами oблaдaют бoльшим удельным сопротивлением. Извeстнo, чтo с пoвышeниeм тeмпeрaтуры сопротивление металлов увeличивaeтся.