Диэлектриктің диэлектрлік күші қандай? Осы көрсеткіштің ерекшеліктерін анықтау үшін осы терминді түсінуге тырысайық.
Анықтамалар
Диэлектриктер – бұл электр тогын жақсы немесе толық өткізбейтін заттар. Мұндай заряд тасымалдаушылардың (электрондардың) затындағы тығыздықтың мәні текше сантиметрге 108 данадан аспайды. Электроқшаулағыш материалдардың негізгі сипаттамасы олардың сыртқы өрісте поляризациялану қабілеті болып табылады. Диэлектриктерге газ тәрізді заттар, әртүрлі шайырлар, шыны, полимерлі материалдар жатады. Химиялық таза изолятор - су.
Диэлектрлік сипаттамалары
Бұл топқа пироэлектриктер, ферроэлектриктер, релаксаторлар, пьезоэлектриктер кіреді. Мұндай материалдардың пассивті және белсенді қасиеттері қазіргі заманғы технологияда белсенді қолданылады, сондықтан біз оларға толығырақ тоқталамыз.
Оқшаулағыштардың пассивті қасиеттері олар кәдімгі конденсаторларда пайдаланылғанда қолданылады.
Электрлік оқшаулағыш материалдар - бұл электр зарядтарының жоғалуына жол бермейтін диэлектриктер. Олардың көмегімен электр тізбектерін бір-бірінен, құрылғылардың бөліктерін өткізгіш бөліктерден бөлуге болады. Мұндай жағдайлардаөткізгіштіктің ерекше рөлі жоқ.
Белсенді (басқарылатын) диэлектриктер - пироэлектриктер, ферроэлектриктер, электролюминофорлар, лазерлік технологиядағы жапқыштар мен сәуле шығарғыштарға арналған материалдар.
Диэлектрлік материалдарға сұраныс жыл сайын артып келеді. Оның себебі – өнеркәсіптік кәсіпорындар мен коммерциялық мекемелердің қуаттылығының артуы.
Сонымен қатар, диэлектриктерге сұраныстың артуы коммуникациялар мен әртүрлі электр құрылғыларының көбеюімен түсіндіріледі.
Технологияда кристалдық тордағы молекулалар мен атомдардың орналасуымен байланысты оқшаулағыштардың электрлік беріктігі ерекше маңызға ие.
Жіктеу
Әртүрлі жағдайларда диэлектрлік материал әртүрлі оқшаулау сипаттамаларын көрсете алады, бұл оның қолдану аясын анықтайды. Мысалы, диэлектрлік күш температураға байланысты өзгереді.
Құрылысына қарай органикалық және бейорганикалық электроқшаулағыш материалдар бөлінеді.
Электр өнеркәсібі дамыған сайын пайдалы қазбалардан диэлектрлік материалдарды өндіру де дамыды. Жақында технологияның жақсарғаны сонша, өнімнің өзіндік құнын айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік туды, нәтижесінде минералды диэлектриктер химиялық және табиғи материалдарды алмастырды.
Минералды диэлектрлік материалдар
Мұндай қосылыстарға мыналар жатады:
- Орнату, сілтілі, шам,әртүрлі оксидтердің қоспасынан тұратын конденсаторлы шынылар. Алюминий, кальций, кремний оксидтерін жасағанда материалдың электрлік беріктігі артады.
- Шыны эмальдар – металл бетіне жұқа эмаль қабаты жағылатын материалдар.
- Жарық өткізгіш шыны талшықтардың ерекше түрі болып табылатын жарық бағыттағыштары.
- Керамикалық бұйымдар.
- Слюда.
- Асбест.
Электр оқшаулағыш материалдардың әртүрлілігіне қарамастан, бір диэлектрикті екіншісімен ауыстыру әрқашан мүмкін емес.
Оқшаулаудың электрлік беріктігі маңызды қасиет болып табылады, бірақ мұндай материалдарды таңдағанда назар аудару керек жалғыз нәрсе емес.
Сонымен қатар жылулық, механикалық, басқа да физикалық және химиялық қасиеттерге, соның ішінде өңдеудің әртүрлі түрлеріне қабілетіне, құнына, материалдардың қолжетімділігіне ерекше назар аударылады.
Оқшаулаудың электрлік беріктігін тексеру аспаптар мен құрылғылардың жұмысының максималды қауіпсіздігін қамтамасыз ету мақсатында жүргізіледі.
Электр оқшаулағыш мұнай майлары
Қуатты трансформаторлар үшін қолданылатын трансформатор майы сұйық оқшаулағыш материалдар арасында электротехникада максималды үлестірімге ие. Олар талшықты оқшаулаудағы саңылауларды толтырады, орамдар арасындағы қашықтық, оқшаулаудың диэлектрлік беріктігін арттырады, жылуды кетіруге ықпал етеді. Сонымен қатар, трансформатор майы жоғары вольтты май ажыратқыштарында белсенді қолданылады. Мұндай құрылғыларда дивергенттіқосқыштың контактілері электр доғасын бұзады, нәтижесінде доғалық арна тез салқындатылады және сөнеді. Мұнай минералды электроқшаулағыш майларды алу үшін әр кезеңде фракцияны кезең-кезеңімен бөлу арқылы оны кезеңді айдау және күкірт қышқылымен қоспалардан егжей-тегжейлі тазарту, содан кейін жуу және кептіру арқылы мұнай қолданылады.
Мұндай майдың электрлік күші ылғалға өте сезімтал шама болып табылады. Мұнайдағы судың аздаған қоспасының өзінде бұл физикалық шаманың айтарлықтай төмендеуі байқалады. Электр өрісінің әсерінен эмульсияланған су тамшылары өріс күші максималды мәнге ие болатын жерлерге тартылады, нәтижесінде бұзылу дамиды.
Мұнайдың электрлік күші күрт төмендеген кезде оның құрамында су молекулалары ғана емес, сонымен қатар талшықты қоспалар да болады. Олар сұйық диэлектриктің электрлік сипаттамаларына айтарлықтай әсер ететін суды сіңіреді.
Кабельдік майлар
Олар электр қуат кабельдерін өндіруде қолданылады. Олардың қағаз оқшаулағышы майлармен сіңдірілгенде, жылу шығынын жою артады.
Кабельдік майлардың әртүрлі түрлері бар. Мысалы, алюминий мен қорғасын қабықтарының қуат кабельдерін сіңдіру үшін кинематикалық тұтқырлығы секундына кемінде 23 миллиметр, құю температурасы 1000 градустан аспайтын КМ-25 маркалы май қолданылады. Майдың тұтқырлығын арттыру үшін оған канифоль немесесинтетикалық қоюлатқыш.
Диэлектрикті қолданбас бұрын оқшаулаудың диэлектрлік беріктігін тексеріңіз.
Сұйық синтетикалық диэлектриктер
Бұл электроқшаулағыш материалдар кейбір көрсеткіштері бойынша мұнай майларынан жоғары. Олардың электрлік қартаю үрдісі бар, ол қарқындылығы жоғары электр өрісінің әсерінен қасиеттерге теріс әсер етеді.
Бұл мәселені шешу үшін конденсаторларға полярлы сұйық диэлектрик сіңдірілген.
Электр беріктігін тексеру оқшаулағыштың ең тиімді түрін таңдаудың міндетті шарасы болып табылады.
Хлорланған көмірсутектер
Олар әр түрлі көмірсутектерден бір немесе бірнеше сутегі атомын хлормен алмастыру арқылы алынады. Мұндай диэлектриктердің ең көп таралған түрі хлорлы бифенил болып табылады. Ол жоғары тұтқырлыққа ие, ГОСТ-қа сәйкес келетін негізгі сипаттамалары бар. Бұл оқшаулағыштың электрлік беріктігі басқа полярлы емес мұнай майларына қарағанда жоғары, сондықтан оны пайдаланған кезде конденсатордың көлемі екі есе азаяды. Хлорлы бифенилдердің артықшылықтарының ішінде біз олардың жанбайтындығын, ал кемшіліктері - уыттылығы мен жоғары құнын атап өтеміз.
Тамаша оқшаулау сипаттамалары бар қымбат емес отандық материалдардың ішінде біз майдың крекингі нәтижесінде алынған изобутен мен оның изомерлерінің (октол) қоспасын атап өтеміз.
Табиғи оқшаулағыштар
Каифоль,шайырдан алынған сынғыш шайыр болып табылады, оның құрамында органикалық қышқылдар бар. Ол мұнай майларында жақсы ериді және кабельді нығыздау және сіңдіру қоспалары ретінде пайдаланылады.
Өсімдік майының жұқа қабаты материалдың бетіне түсіп, бөліктің оқшаулау сипаттамаларын арттыра отырып, жұқа қабықша түзеді.
Электр күшінің жоғалу себептері
Тәжірибеде қолданылатын диэлектриктерде бос зарядтар бар. Электрондар қозғалған сайын электр өткізгіштігі артады. Зарядтар аз болғандықтан, оқшаулағыштар бұл сынақтан сәтті өтеді. Оқшаулағыштардың электрлік беріктігі олардың өнеркәсіпте қолданылуының негізгі бағыттарын анықтайды.
Оқшаулау ток оқшаулау, температураны бақылау, электр өрісінің кернеулігі, құрылғылар мен құрылғылардың басқа сипаттамалары үшін қажет.
Егер пьезоэлектрик конденсаторда диэлектрик ретінде пайдаланылса, ол айнымалы кернеудің әсерінен өзінің сызықтық сипаттамаларын өзгертеді, ультрадыбыстық тербелістердің генераторына айналады.
Қорытынды
Технологиясы мен радиоэлектрондық және электр жабдықтарын пайдалану ерекшеліктері диэлектрлік материалдардың параметрлеріне әртүрлі талаптарды анықтайды.
Тәжірибелік мақсатта қолданылатын оқшаулағыштардың көлемдерінде электрондар аз, сондықтан тұрақты кернеуде олар ағып кету тогы деп аталатын минималды ток өткізеді.
Егер кернеу көтерілсе,оқшаулауға қолданылғанда, диэлектриктегі өріс кернеулігінің мәні белгілі бір мәннен асып кетеді, оқшаулағыш өзінің электрлік оқшаулау сипаттамаларын жоғалтады.
Оқшаулағыш арқылы өтетін ток күшейеді және оның кедергісі төмендейді, бұл электродтардың қысқа тұйықталуын тудырады.
Бұл құбылыс диэлектрлік ыдырау деп аталады. Диэлектрикке берілген кернеу критикалық мәнге жеткен жағдайда өткізгіш токтың күрт өсуі байқалады, электродтардағы кернеу азаяды, қайтымсыз өзгерістер нәтижесінде оқшаулағыштың электрлік кедергісі төмендейді.
Қуат пен энергияны оқшаулау параметрлеріне байланысты бұзылудан кейін ұшқын пайда болады, ол диэлектриктің де, электродтардың да балқуына, жануына, жарылуына және басқа да өзгерістеріне әкеледі.
Электр оқшаулағыш материалдарды дұрыс таңдау арқылы электр құрылғылары мен техникалық құрылғылардың бірқалыпты жұмысын қамтамасыз етуге болады.
