Диэлектрик – электр тогын іс жүзінде өткізбейтін материал немесе зат. Бұл өткізгіштік электрондар мен иондар санының аздығына байланысты. Бұл бөлшектер тек жоғары температуралық қасиеттерге қол жеткізген кезде ғана өткізбейтін материалда түзіледі. Диэлектрик дегеніміз не және осы мақалада талқыланады.
Сипаттамасы
Әрбір электронды немесе радиоөткізгіш, жартылай өткізгіш немесе зарядталған диэлектрик өзі арқылы электр тогын өткізеді, бірақ диэлектриктің ерекшелігі 550 В жоғары жоғары кернеуде де оның ішінде аз ғана ток өтеді. Диэлектриктегі электр тогы зарядталған бөлшектердің белгілі бір бағытта қозғалысы (ол оң немесе теріс болуы мүмкін).
Ток түрлері
Диэлектриктердің электрөткізгіштігі мыналарға негізделген:
- Абсорбциялық токтар – диэлектрикте тұрақты токпен тепе-теңдік күйге жеткенше өтетін, оны қосқанда және оған кернеу бергенде және оны өшіргенде бағытын өзгертетін ток. Айнымалы ток кезінде диэлектриктегі кернеу электр өрісінің әрекетінде болған кезде оның ішінде барлық уақытта болады.
- Электрондық өткізгіштік – өріс әсерінен электрондардың қозғалысы.
- Иондық электрөткізгіштік – иондардың қозғалысы. Ол электролит ерітінділерінде – тұздарда, қышқылдарда, сілтілерде, сондай-ақ көптеген диэлектриктерде кездеседі.
- Молиондардың электрөткізгіштігі – молиондар деп аталатын зарядталған бөлшектердің қозғалысы. Ол коллоидтық жүйелерде, эмульсияларда және суспензияларда кездеседі. Молионның электр өрісінде қозғалу құбылысы электрофорез деп аталады.
Оқшаулағыш материалдар агрегаттық күйіне және химиялық табиғатына қарай жіктеледі. Біріншілері қатты, сұйық, газ тәрізді және қататын болып бөлінеді. Химиялық табиғаты бойынша олар органикалық, бейорганикалық және органоэлементтік материалдарға бөлінеді.
Агрегация күйі бойынша диэлектриктердің электрөткізгіштігі:
- Газдардың электрөткізгіштігі. Газ тәрізді заттардың ток өткізгіштігі айтарлықтай төмен. Ол сыртқы және ішкі, электронды және иондық факторлардың әсерінен пайда болатын бос зарядталған бөлшектердің қатысуымен болуы мүмкін: рентгендік және радиоактивті түрлер, молекулалар мен зарядталған бөлшектердің соқтығысуы, жылулық факторлар.
- Сұйық диэлектриктің электрөткізгіштігі. Тәуелділік факторлары: молекулалық құрылым, температура, қоспалар, электрондар мен иондардың үлкен зарядтарының болуы. Сұйық диэлектриктердің электр өткізгіштігі көбінесе ылғалдың және қоспалардың болуына байланысты. Полярлық заттардың электр өткізгіштігі диссоциацияланған иондары бар сұйықтықтың көмегімен де жасалады. Полярлы және полярсыз сұйықтықтарды салыстыру кезінде,біріншісінің өткізгіштікте айқын артықшылығы бар. Егер сұйықтық қоспалардан тазартылса, бұл оның өткізгіштік қасиеттерінің төмендеуіне ықпал етеді. Сұйық заттың өткізгіштігінің және оның температурасының жоғарылауымен оның тұтқырлығы төмендейді, бұл иондардың қозғалғыштығының жоғарылауына әкеледі.
- Қатты диэлектриктер. Олардың электр өткізгіштігі зарядталған диэлектрлік бөлшектер мен қоспалардың қозғалысы ретінде анықталады. Күшті электр тогы өрістерінде электр өткізгіштік анықталады.
Диэлектриктердің физикалық қасиеттері
Материалдың меншікті кедергісі 10-5 Омм-ден аз болғанда, оларды өткізгіштерге жатқызуға болады. 108 Омм артық болса - диэлектриктерге. Меншікті кедергі өткізгіштің кедергісінен бірнеше есе көп болатын жағдайлар бар. 10-5-108 Омм аралықта жартылай өткізгіш бар. Металл материал - электр тогының тамаша өткізгіші.
Бүкіл периодтық кестеден тек 25 элемент бейметалдарға жатады және олардың 12-сі жартылай өткізгіштік қасиеттерге ие болуы мүмкін. Бірақ, әрине, кестедегі заттардан басқа, өткізгіш, жартылай өткізгіш немесе диэлектрик қасиеті бар көптеген қорытпалар, композициялар немесе химиялық қосылыстар бар. Осыған сүйене отырып, олардың кедергілері бар әртүрлі заттардың мәндері арасында белгілі бір сызық сызу қиын. Мысалы, төмендетілген температура коэффициентімен жартылай өткізгіш диэлектрик сияқты әрекет етеді.
Қолданба
Өткізбейтін материалдарды қолдану өте кең, өйткені бұл ең жиі қолданылатын сорттардың біріэлектрлік компоненттер. Белсенді және пассивті формадағы қасиеттердің арқасында оларды қолдануға болатыны анық болды.
Пассивті түрде диэлектриктердің қасиеттері электрлік оқшаулағыш материалда пайдалану үшін пайдаланылады.
Белсенді түрінде олар ферроэлектриктерде, сондай-ақ лазерлік технологияның эмитенттеріне арналған материалдарда қолданылады.
Негізгі диэлектриктер
Кәдімгі түрлерге мыналар жатады:
- Шыны.
- Резеңке.
- Мұнай.
- Асфальт.
- Фарфор.
- Кварц.
- Ауа.
- Гауһар.
- Таза су.
- Пластик.
Сұйық диэлектрик дегеніміз не?
Бұл түрдегі поляризация электр тогы өрісінде орын алады. Сұйық өткізбейтін заттар техникада материалдарды құю немесе сіңдіру үшін қолданылады. Сұйық диэлектриктердің 3 класы бар:
Мұнай майлары тұтқырлығы төмен және негізінен полярлы емес. Олар көбінесе жоғары вольтты жабдықта қолданылады: трансформатор майы, жоғары вольтты су. Трансформатор майы полярлы емес диэлектрик болып табылады. Кабельдік май 40 кВ-қа дейінгі кернеуі бар оқшаулағыш қағаз сымдарын, сондай-ақ ток күші 120 кВ-тан жоғары металл негізіндегі жабындарды сіңдіруде қолдануды тапты. Трансформатор майы конденсатор майына қарағанда таза құрылымға ие. Диэлектриктің бұл түрі аналогтық заттар мен материалдармен салыстырғанда жоғары құнына қарамастан өндірісте кеңінен қолданылады.
Синтетикалық диэлектрик дегеніміз не? Қазіргі уақытта оның жоғары уыттылығына байланысты барлық жерде дерлік тыйым салынған, өйткені ол хлорлы көміртегі негізінде өндіріледі. Органикалық кремний негізіндегі сұйық диэлектрик қауіпсіз және экологиялық таза. Бұл түрі металдың тотын тудырмайды және төмен гигроскопиялық қасиеттерге ие. Құрамында фторорганикалық қосылысы бар сұйылтылған диэлектрик бар, ол әсіресе жанбайтындығы, термиялық қасиеттері және тотығу тұрақтылығымен танымал.
Ал соңғы түрі – өсімдік майлары. Олар әлсіз полярлы диэлектриктер, оларға зығыр, кастор, тунг, кендір жатады. Кастор майы қатты қызады және қағаз конденсаторларында қолданылады. Қалған майлар буланады. Олардағы булану табиғи буланудан емес, полимерлену деп аталатын химиялық реакциядан болады. Эмальдар мен бояуларда белсенді қолданылады.
Қорытынды
Мақалада диэлектриктің не екені егжей-тегжейлі талқыланды. Түрлі түрлер мен олардың қасиеттері айтылды. Әрине, олардың сипаттамаларының нәзіктігін түсіну үшін олар туралы физика бөлімін тереңірек оқуға тура келеді.
