Kung ang puno ay isang konduktor. Dielectric - ano ito? Mga katangian ng dielectrics

Ang lahat ng mga materyales na umiiral sa kalikasan ay naiiba sa kanilang mga katangian ng kuryente. Kaya, mula sa buong iba't ibang mga pisikal na sangkap, ang mga dielectric na materyales at conductor ng electric current ay nakikilala sa magkakahiwalay na grupo.

Ano ang mga konduktor?

Ang isang konduktor ay tulad ng isang materyal, isang tampok na kung saan ay ang pagkakaroon ng malayang gumagalaw na sisingilin na mga particle sa komposisyon, na ipinamamahagi sa buong sangkap.

Ang mga sangkap na nagsasagawa ng electric current ay natutunaw ng mga metal at ang mga metal mismo, hindi natunaw na tubig, solusyon ng asin, basang lupa, ang katawan ng tao.

Ang metal ay ang pinakamahusay na konduktor ng kuryente. Gayundin sa mga di-metal mayroong magagandang conductor, halimbawa, carbon.

Ang lahat ng mga likas na conductor ng electric current ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang katangian:

tagapagpahiwatig ng paglaban;
tagapagpahiwatig ng kondaktibiti.

Ang paglaban ay lumitaw dahil sa ang katunayan na ang mga electron sa paggalaw ay nakakaranas ng banggaan sa mga atomo at mga ion, na isang uri ng balakid. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga conductor ay itinalaga ang katangian ng electrical resistance. Ang reciprocal ng paglaban ay electrical conductivity.

Ang elektrikal na kondaktibiti ay isang katangian (kakayahan) ng isang pisikal na substansiya na magsagawa ng kasalukuyang. Samakatuwid, ang mga katangian ng isang maaasahang konduktor ay mababa ang paglaban sa daloy ng mga gumagalaw na electron at, dahil dito, mataas na electrical conductivity. Iyon ay, ang pinakamahusay na konduktor ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang malaking index ng kondaktibiti.

Halimbawa ng mga produkto ng cable: ang copper cable ay may mas mataas na electrical conductivity kumpara sa aluminum.

Ano ang dielectrics?

Ang mga dielectric ay mga pisikal na sangkap kung saan sa mababang temperatura ay walang mga singil sa kuryente. Ang komposisyon ng naturang mga sangkap ay kinabibilangan lamang ng mga atomo ng isang neutral na singil at mga molekula. Ang mga singil ng isang neutral na atom ay malapit na konektado sa isa't isa, samakatuwid sila ay pinagkaitan ng posibilidad ng libreng paggalaw sa buong sangkap.

Ang gas ay ang pinakamahusay na dielectric. Ang iba pang non-conductive na materyales ay salamin, porselana, keramika, gayundin ang goma, karton, tuyong kahoy, resin at plastik.

Ang mga bagay na dielectric ay mga insulator, ang mga katangian nito ay higit na nakasalalay sa estado ng nakapaligid na kapaligiran. Halimbawa, sa mataas na kahalumigmigan, ang ilang mga dielectric na materyales ay bahagyang nawawala ang kanilang mga katangian.

Ang mga konduktor at dielectric ay malawakang ginagamit sa larangan ng electrical engineering upang malutas ang iba't ibang mga problema.

Halimbawa, ang lahat ng mga produkto ng cable at wire ay gawa sa mga metal, kadalasang tanso o aluminyo. Ang kaluban ng mga wire at cable ay polimer, pati na rin ang mga plug ng lahat ng mga electrical appliances. Ang mga polimer ay mahusay na mga dielectric na hindi pinapayagan ang pagpasa ng mga sisingilin na particle.

Ang mga produktong pilak, ginto at platinum ay napakahusay na conductor. Ngunit ang kanilang negatibong katangian, na naglilimita sa kanilang paggamit, ay ang kanilang napakataas na halaga.

Samakatuwid, ang mga naturang sangkap ay ginagamit sa mga lugar kung saan ang kalidad ay mas mahalaga kaysa sa presyo na binayaran para dito (industriya ng pagtatanggol at espasyo).

Ang mga produktong tanso at aluminyo ay mahusay ding mga konduktor, habang hindi ganoon kataas ang halaga. Dahil dito, ang paggamit ng mga wire na tanso at aluminyo ay nasa lahat ng dako.

Ang mga konduktor ng tungsten at molibdenum ay may hindi gaanong magagandang katangian, kaya ang mga ito ay pangunahing ginagamit sa mga bombilya ng maliwanag na maliwanag at mga elemento ng pag-init ng mataas na temperatura. Ang mahinang electrical conductivity ay maaaring makabuluhang makagambala sa pagpapatakbo ng electrical circuit.

Ang mga dielectric ay naiiba din sa kanilang mga katangian at katangian. Halimbawa, sa ilang dielectric na materyales mayroon ding mga libreng singil sa kuryente, kahit na sa maliit na halaga. Ang mga libreng singil ay lumitaw dahil sa mga thermal vibrations ng mga electron, i.e. Gayunpaman, ang pagtaas ng temperatura sa ilang mga kaso ay naghihikayat sa detatsment ng mga electron mula sa nucleus, na binabawasan ang mga katangian ng insulating ng materyal. Ang ilang mga insulator ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang malaking bilang ng mga "napunit" na mga electron, na nagpapahiwatig ng mga mahihirap na katangian ng insulating.

Ang pinakamahusay na dielectric ay isang kumpletong vacuum, na napakahirap makamit sa planetang Earth.

Ang ganap na purified na tubig ay mayroon ding mataas na mga katangian ng dielectric, ngunit hindi ito umiiral sa katotohanan. Ito ay nagkakahalaga ng pag-alala na ang pagkakaroon ng anumang mga impurities sa likido ay nagbibigay nito ng mga katangian ng isang konduktor.

Ang pangunahing criterion para sa kalidad ng anumang dielectric na materyal ay ang antas ng pagsunod sa mga function na itinalaga dito sa isang partikular na electrical circuit. Halimbawa, kung ang mga katangian ng dielectric ay tulad na ang kasalukuyang pagtagas ay bale-wala at hindi nagdudulot ng anumang pinsala sa pagpapatakbo ng circuit, kung gayon ang dielectric ay maaasahan.

Ano ang semiconductor?

Ang isang intermediate na lugar sa pagitan ng dielectrics at conductors ay inookupahan ng mga semiconductors. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga konduktor ay ang pagtitiwala sa antas ng elektrikal na kondaktibiti sa temperatura at ang dami ng mga impurities sa komposisyon. Bukod dito, ang materyal ay may mga katangian ng parehong dielectric at isang konduktor.

Sa pagtaas ng temperatura, ang electrical conductivity ng semiconductors ay tumataas, at ang antas ng paglaban ay bumababa. Habang bumababa ang temperatura, ang paglaban ay may posibilidad na infinity. Iyon ay, kapag ang temperatura ay umabot sa zero, ang mga semiconductor ay nagsisimulang kumilos tulad ng mga insulator.

Ang mga semiconductor ay silikon at germanium.

Ang kakayahang magsagawa ng electric current ay nagpapakilala sa electrical resistance ng kahoy. Sa pangkalahatan, ang impedance ng isang wood sample na inilagay sa pagitan ng dalawang electrodes ay tinukoy bilang resulta ng dalawang resistances: volume at surface. Ang paglaban sa dami ay ayon sa numerong nagpapakilala sa balakid sa pagdaan ng kasalukuyang sa kapal ng sample, at tinutukoy ng paglaban sa ibabaw ang balakid sa pagdaan ng kasalukuyang sa ibabaw ng sample. Ang mga indicator ng electrical resistance ay tiyak na volume at surface resistance. Ang una sa mga tagapagpahiwatig na ito ay may sukat na ohm bawat sentimetro (ohm x cm) at ayon sa bilang ay katumbas ng paglaban kapag ang kasalukuyang ay dumadaan sa dalawang magkasalungat na mukha ng isang 1X1X1 cm na kubo na gawa sa isang materyal (kahoy). Ang pangalawang tagapagpahiwatig ay sinusukat sa ohms at ayon sa numero ay katumbas ng paglaban ng isang parisukat ng anumang laki sa ibabaw ng isang sample ng kahoy kapag ang kasalukuyang ay inilapat sa mga electrodes na naglilimita sa dalawang magkabilang panig ng parisukat na ito. Ang electrical conductivity ay depende sa uri ng kahoy at sa direksyon ng kasalukuyang daloy. Bilang isang paglalarawan ng pagkakasunud-sunod ng magnitude ng lakas ng tunog at paglaban sa ibabaw sa talahanayan. ilang data ang ibinigay.

comparative data sa tiyak na volume at surface resistance ng kahoy

Upang makilala ang electrical conductivity, ang volume resistivity ay ang pinakamalaking kahalagahan. Ang paglaban ay lubos na nakadepende sa moisture content ng kahoy. Habang tumataas ang moisture content ng kahoy, bumababa ang resistensya. Ang isang partikular na matalim na pagbaba sa paglaban ay sinusunod na may pagtaas sa nilalaman ng nakagapos na kahalumigmigan mula sa isang ganap na tuyo na estado hanggang sa limitasyon ng hygroscopicity. Sa kasong ito, ang partikular na paglaban sa volume ay bumababa ng milyun-milyong beses. Ang karagdagang pagtaas sa halumigmig ay nagdudulot ng pagbaba ng resistensya ng sampung beses lamang. Ito ay inilalarawan ng data sa Talahanayan.

tiyak na dami ng paglaban ng kahoy sa isang ganap na tuyo na estado

lahi	Partikular na resistensya ng volume, ohm x cm
lahi	sa kabuuan ng mga hibla	kasama ang mga hibla
Pine	2.3 x 10 15	1.8 x 10 15
Spruce	7.6 x 10 16	3.8 x 10 16
Ash	3.3 x 10 16	3.8 x 10 15
Hornbeam	8.0 x 10 16	1.3 x 10 15
Maple	6.6 x 10 17	3.3 x 10 17
Birch	5.1 x 10 16	2.3 x 10 16
Alder	1.0 x 10 17	9.6 x 10 15
Linden	1.5 x 10 16	6.4 x 10 15
Aspen	1.7 x 10 16	8.0 x 10 15

impluwensya ng halumigmig sa electrical resistance ng kahoy

Ang paglaban sa ibabaw ng kahoy ay bumababa din nang malaki sa pagtaas ng kahalumigmigan. Ang pagtaas ng temperatura ay humahantong sa pagbaba sa volumetric na pagtutol ng kahoy. Kaya, ang paglaban ng maling kahoy na kahoy na may pagtaas ng temperatura mula 22-23 ° hanggang 44-45 ° C (humigit-kumulang dalawang beses) ay bumaba ng 2.5 beses, at beech wood na may pagtaas ng temperatura mula 20-21 ° hanggang 50 ° C - 3 beses. Sa mga negatibong temperatura, tumataas ang lakas ng lakas ng tunog ng kahoy. Ang tiyak na paglaban ng dami kasama ang mga hibla ng mga sample ng birch na may moisture content na 76% sa temperatura na 0 ° C ay 1.2 x 10 7 ohm cm, at kapag pinalamig sa temperatura na -24 ° C, naging 1.02. x 10 8 ohm cm Ang impregnation ng kahoy na may mineral na antiseptics (halimbawa, zinc chloride) ay binabawasan ang resistivity, habang ang impregnation na may creosote ay may maliit na epekto sa electrical conductivity. Ang electrical conductivity ng kahoy ay praktikal na kahalagahan kapag ito ay ginagamit para sa mga poste ng komunikasyon, mga palo ng mataas na boltahe na mga linya ng paghahatid, mga hawakan ng mga power tool, atbp. Bilang karagdagan, ang mga de-koryenteng moisture meter ay nakabatay sa pagtitiwala ng electrical conductivity sa moisture ng kahoy nilalaman.

lakas ng kuryente ng kahoy

Ang lakas ng kuryente ay mahalaga kapag sinusuri ang kahoy bilang isang electrically insulating material at nailalarawan sa pamamagitan ng breakdown voltage sa volts bawat 1 cm ng kapal ng materyal. Ang lakas ng kuryente ng kahoy ay mababa at depende sa species, halumigmig, temperatura at direksyon. Sa pagtaas ng kahalumigmigan at temperatura, bumababa ito; kasama ang mga hibla ito ay mas mababa kaysa sa kabuuan. Ang data sa lakas ng kuryente ng kahoy sa kahabaan at sa kabuuan ng mga hibla ay ibinibigay sa talahanayan.

lakas ng kuryente ng kahoy sa kahabaan at sa kabuuan ng mga hibla

Sa isang moisture content ng pine wood na 10%, ang sumusunod na lakas ng kuryente ay nakuha sa kilovolts bawat 1 cm ng kapal: kasama ang mga hibla 16.8; sa radial na direksyon 59.1; sa tangential na direksyon 77.3 (ang pagpapasiya ay ginawa sa mga sample na 3 mm ang kapal). Tulad ng nakikita mo, ang lakas ng kuryente ng kahoy sa kahabaan ng mga hibla ay humigit-kumulang 3.5 beses na mas mababa kaysa sa kabuuan ng mga hibla; sa direksyon ng radial, ang lakas ay mas mababa kaysa sa tangential na direksyon, dahil binabawasan ng mga core ray ang breakdown boltahe. Ang pagtaas ng halumigmig mula 8 hanggang 15% (sa pamamagitan ng isang kadahilanan ng dalawa) ay binabawasan ang dielectric na lakas sa mga hibla ng halos 3 beses (average para sa beech, birch at alder).

Ang lakas ng kuryente (sa kilovolts bawat 1 cm ng kapal) ng iba pang mga materyales ay ang mga sumusunod: mika 1500, salamin 300, bakelite 200, paraffin 150, langis ng transpormer 100, porselana 100. Upang madagdagan ang lakas ng kuryente ng kahoy at mabawasan ang elektrikal kondaktibiti kapag ginamit sa industriya ng elektrikal bilang isang insulator ito ay pinapagbinhi ng langis ng pagpapatayo, langis ng transpormer, paraffin, mga artipisyal na resin; Ang pagiging epektibo ng naturang impregnation ay makikita mula sa sumusunod na data sa birch wood: ang impregnation na may drying oil ay nagpapataas ng breakdown boltahe kasama ang mga hibla ng 30%, na may transpormer langis - sa pamamagitan ng 80%, na may paraffin - halos dalawang beses kumpara sa breakdown boltahe para sa. pinatuyo ng hangin na hindi pinagbublong kahoy.

dielectric na katangian ng kahoy

Ang halaga na nagpapakita kung gaano karaming beses ang kapasidad ng kapasitor ay tumataas kung ang agwat ng hangin sa pagitan ng mga plato ay pinalitan ng isang gasket ng parehong kapal mula sa isang naibigay na materyal ay tinatawag na dielectric constant ng materyal na ito. Ang dielectric constant (dielectric constant) para sa ilang mga materyales ay ibinibigay sa talahanayan.

permittivity ng ilang mga materyales

materyal		Kahoy	Ang dielectric na pare-pareho
Hangin	1,00	Spruce dry: kasama ang mga hibla	3,06
		sa tangential na direksyon	1,98
Paraffin	2,00
		sa radial na direksyon	1,91
Porselana	5,73
Mica	7,1-7,7	Beech dry: kasama ang butil	3,18
		sa tangential na direksyon	2,20
Marmol	8,34
		sa radial na direksyon	2,40
Tubig	80,1

Ang data para sa kahoy ay nagpapakita ng kapansin-pansing pagkakaiba sa pagitan ng dielectric na pare-pareho sa kahabaan at sa kabuuan ng mga hibla; sa parehong oras, ang permittivity sa kabuuan ng mga hibla sa radial at tangential na mga direksyon ay naiiba nang kaunti. Ang dielectric na pare-pareho sa isang mataas na frequency field ay depende sa dalas ng kasalukuyang at ang moisture content ng kahoy. Sa pagtaas ng kasalukuyang dalas, ang dielectric na pare-pareho ng beech wood kasama ang mga hibla sa isang moisture content na 0 hanggang 12% ay bumababa, na kung saan ay lalong kapansin-pansin para sa isang moisture content na 12%. Sa isang pagtaas sa moisture content ng beech wood, ang dielectric na pare-pareho sa kahabaan ng mga hibla ay tumataas, na kung saan ay lalong kapansin-pansin sa isang mas mababang kasalukuyang dalas.

Sa isang mataas na frequency field, ang kahoy ay uminit; ang dahilan ng pag-init ay ang pagkawala ng init ng Joule sa loob ng dielectric, na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng isang alternating electromagnetic field. Ang pag-init na ito ay kumonsumo ng isang bahagi ng input na enerhiya, ang halaga nito ay nailalarawan sa pagkawala ng tangent.

Ang pagkawala ng tangent ay depende sa direksyon ng field na may paggalang sa mga hibla: ito ay humigit-kumulang dalawang beses na mas malaki kasama ang mga hibla kaysa sa kabuuan ng mga hibla. Sa kabuuan ng mga hibla sa radial at tangential na mga direksyon, ang pagkawala ng tangent ay naiiba nang kaunti. Ang dielectric loss tangent, tulad ng dielectric constant, ay nakasalalay sa dalas ng kasalukuyang at ang moisture content ng kahoy. Kaya, para sa ganap na tuyo na kahoy na beech, ang pagkawala ng tangent kasama ang mga hibla ay unang tumataas sa pagtaas ng dalas, umabot sa maximum sa dalas ng 10 7 Hz, pagkatapos nito ay nagsisimula itong bumaba muli. Kasabay nito, sa isang halumigmig na 12%, ang pagkawala ng tangent ay bumaba nang husto sa pagtaas ng dalas, umabot sa isang minimum sa isang dalas ng 105 Hz, at pagkatapos ay tumataas nang kasing husto.

maximum loss tangent para sa tuyong kahoy

Sa pagtaas ng moisture content ng beech wood, ang pagkawala ng tangent kasama ang mga hibla ay tumataas nang husto sa mababang (3 x 10 2 Hz) at mataas (10 9 Hz) na mga frequency at halos hindi nagbabago sa dalas ng 10 6 -10 7 Hz.

Sa pamamagitan ng isang paghahambing na pag-aaral ng mga dielectric na katangian ng pine wood at cellulose, lignin at resin na nakuha mula dito, natagpuan na ang mga katangiang ito ay pangunahing tinutukoy ng selulusa. Ang pagpainit ng kahoy sa larangan ng mataas na dalas ng mga alon ay ginagamit sa mga proseso ng pagpapatayo, pagpapabinhi at gluing.

piezoelectric na mga katangian ng kahoy

Lumilitaw ang mga singil sa kuryente sa ibabaw ng ilang mga dielectric sa ilalim ng pagkilos ng mga mekanikal na stress. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito na nauugnay sa polariseysyon ng dielectric ay tinatawag na direktang piezoelectric na epekto. Ang mga katangian ng piezoelectric ay unang natuklasan sa mga kristal ng quartz, tourmaline, Rochelle salt, atbp. Ang mga materyales na ito ay mayroon ding kabaligtaran na piezoelectric na epekto, na binubuo sa katotohanan na ang kanilang mga sukat ay nagbabago sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field. Ang mga plate na gawa sa mga kristal na ito ay malawakang ginagamit bilang mga emitter at receiver sa teknolohiyang ultrasonic.

Ang mga phenomena na ito ay matatagpuan hindi lamang sa mga solong kristal, kundi pati na rin sa ilang iba pang anisotropic solid na materyales na tinatawag na piezoelectric texture. Ang mga katangian ng piezoelectric ay natagpuan din sa kahoy. Napag-alaman na ang pangunahing carrier ng mga katangian ng piezoelectric sa kahoy ay ang naka-orient na bahagi nito - selulusa. Ang intensity ng polariseysyon ng kahoy ay proporsyonal sa magnitude ng mga mekanikal na stress mula sa inilapat na panlabas na pwersa; ang proportionality factor ay tinatawag na piezoelectric modulus. Ang dami ng pag-aaral ng piezoelectric effect, samakatuwid, ay nabawasan sa pagpapasiya ng mga halaga ng piezoelectric moduli. Dahil sa anisotropy ng mekanikal at piezoelectric na mga katangian ng kahoy, ang mga tagapagpahiwatig na ito ay nakasalalay sa direksyon ng mga puwersang mekanikal at ang polarization vector.

Ang pinakamalaking piezoelectric na epekto ay sinusunod sa ilalim ng compressive at tensile load sa isang anggulo ng 45° sa mga hibla. Ang mga mekanikal na stress na nakadirekta nang mahigpit sa kahabaan o sa kabuuan ng mga hibla ay hindi nagdudulot ng piezoelectric na epekto sa kahoy. Sa mesa. ang mga halaga ng piezoelectric module para sa ilang mga bato ay ibinibigay. Ang pinakamataas na epekto ng piezoelectric ay sinusunod sa tuyong kahoy, na may pagtaas ng kahalumigmigan na ito ay bumababa, at pagkatapos ay ganap na nawala. Kaya, nasa isang halumigmig na 6-8%, ang magnitude ng piezoelectric effect ay napakaliit. Sa pagtaas ng temperatura sa 100 ° C, ang halaga ng piezoelectric modulus ay tumataas. Sa isang maliit na elastic deformation (high modulus of elasticity) ng kahoy, bumababa ang piezoelectric modulus. Ang piezoelectric modulus ay nakasalalay din sa isang bilang ng iba pang mga kadahilanan; gayunpaman, ang oryentasyon ng sangkap ng selulusa ng kahoy ay may pinakamalaking impluwensya sa halaga nito.

piezoelectric wood modules

Ang bukas na kababalaghan ay nagbibigay-daan sa isang mas malalim na pag-aaral ng pinong istraktura ng kahoy. Ang mga tagapagpahiwatig ng epekto ng piezoelectric ay maaaring magsilbi bilang mga quantitative na katangian ng oryentasyon ng selulusa at samakatuwid ay napakahalaga para sa pag-aaral ng anisotropy ng natural na kahoy at mga bagong materyales sa kahoy na may mga katangian na tinukoy sa ilang mga direksyon.

Ang dielectric ay isang materyal o sangkap na halos hindi nagpapadala ng electric current. Ang conductivity na ito ay dahil sa maliit na bilang ng mga electron at ions. Ang mga particle na ito ay nabuo sa isang non-conductive na materyal lamang kapag ang mga katangian ng mataas na temperatura ay nakamit. Tungkol sa kung ano ang isang dielectric at tatalakayin sa artikulong ito.

Paglalarawan

Ang bawat electronic o radio conductor, semiconductor o charged dielectric ay dumadaan sa isang electric current sa pamamagitan ng sarili nito, ngunit ang kakaiba ng dielectric ay kahit na sa isang mataas na boltahe na higit sa 550 V, isang maliit na kasalukuyang ang dadaloy dito. Ang isang electric current sa isang dielectric ay ang paggalaw ng mga sisingilin na particle sa isang tiyak na direksyon (maaaring ito ay positibo o negatibo).

Mga uri ng agos

Ang electrical conductivity ng dielectrics ay batay sa:

Absorption currents - isang agos na dumadaloy sa isang dielectric sa isang pare-parehong kasalukuyang hanggang sa ito ay umabot sa isang estado ng balanse, nagbabago ng direksyon kapag ito ay nakabukas at pinalakas at kapag ito ay naka-off. Sa alternating current, ang pag-igting sa dielectric ay naroroon sa lahat ng oras habang ito ay nasa pagkilos ng isang electric field.
Electronic electrical conductivity - ang paggalaw ng mga electron sa ilalim ng impluwensya ng isang field.
Ionic electrical conductivity - ay ang paggalaw ng mga ions. Ito ay matatagpuan sa mga electrolyte solution - salts, acids, alkalis, pati na rin sa maraming dielectrics.
Ang molionic electrical conductivity ay ang paggalaw ng mga sisingilin na particle na tinatawag na molion. Ito ay matatagpuan sa mga colloidal system, emulsion at suspension. Ang kababalaghan ng paggalaw ng mga molion sa isang electric field ay tinatawag na electrophoresis.

Inuri sila ayon sa kanilang estado ng pagsasama-sama at likas na kemikal. Ang una ay nahahati sa solid, likido, gas at solidifying. Sa pamamagitan ng likas na kemikal, nahahati sila sa mga organikong materyal, hindi organiko at organoelement.

Ayon sa estado ng pagsasama-sama:

Electrical conductivity ng mga gas. Ang mga gas na sangkap ay may medyo mababang kasalukuyang kondaktibiti. Maaari itong mangyari sa pagkakaroon ng mga libreng sisingilin na mga particle, na lumilitaw dahil sa impluwensya ng panlabas at panloob, electronic at ionic na mga kadahilanan: X-ray radiation at radioactive species, banggaan ng mga molekula at sisingilin na mga particle, mga thermal factor.
Electrical conductivity ng isang likidong dielectric. Mga kadahilanan ng pag-asa: istraktura ng molekular, temperatura, mga impurities, ang pagkakaroon ng malalaking singil ng mga electron at ions. Ang de-koryenteng kondaktibiti ng mga likidong dielectric ay higit sa lahat ay nakasalalay sa pagkakaroon ng kahalumigmigan at mga dumi. Ang conductivity ng kuryente ng mga polar substance ay nilikha kahit na sa tulong ng isang likido na may mga dissociated ions. Kapag inihambing ang mga polar at non-polar na likido, ang dating ay may malinaw na kalamangan sa kondaktibiti. Kung ang likido ay nalinis ng mga impurities, ito ay mag-aambag sa isang pagbawas sa mga conductive properties nito. Sa isang pagtaas sa kondaktibiti at temperatura nito, ang pagbaba sa lagkit nito ay nangyayari, na humahantong sa isang pagtaas sa kadaliang mapakilos ng mga ion.
solid dielectrics. Ang kanilang electrical conductivity ay tinutukoy bilang ang paggalaw ng mga sisingilin na dielectric na mga particle at impurities. Sa malakas na mga patlang ng electric current, ipinapakita ang electrical conductivity.

Mga pisikal na katangian ng dielectrics

Kapag ang tiyak na pagtutol ng materyal ay mas mababa sa 10-5 Ohm * m, maaari silang maiugnay sa mga konduktor. Kung higit sa 108 Ohm * m - sa dielectrics. May mga kaso kapag ang resistivity ay maraming beses na mas malaki kaysa sa paglaban ng konduktor. Sa pagitan ng 10-5-108 Ohm*m mayroong isang semiconductor. Ang metal na materyal ay isang mahusay na conductor ng electric current.

Sa buong periodic table, 25 elemento lamang ang nabibilang sa mga di-metal, at 12 sa kanila, posibleng, ay magkakaroon ng mga katangian ng semiconductor. Ngunit, siyempre, bilang karagdagan sa mga sangkap ng talahanayan, marami pang mga haluang metal, komposisyon o mga compound ng kemikal na may pag-aari ng isang konduktor, semiconductor o dielectric. Batay dito, mahirap gumuhit ng isang tiyak na linya sa pagitan ng mga halaga ng iba't ibang mga sangkap sa kanilang mga resistensya. Halimbawa, sa isang pinababang kadahilanan ng temperatura, ang isang semiconductor ay kumikilos tulad ng isang dielectric.

Aplikasyon

Ang paggamit ng mga non-conductive na materyales ay napakalawak, dahil ito ay isa sa mga pinakakaraniwang ginagamit na klase ng mga de-koryenteng bahagi. Ito ay naging medyo malinaw na maaari silang magamit dahil sa kanilang mga katangian sa isang aktibo at passive na anyo.

Sa isang passive form, ang mga katangian ng dielectrics ay ginagamit para sa paggamit sa electrical insulating material.

Sa aktibong anyo, ginagamit ang mga ito sa ferroelectrics, pati na rin sa mga materyales para sa mga nagpapalabas ng teknolohiya ng laser.

Pangunahing dielectrics

Kasama sa mga karaniwang uri ang:

Salamin.
goma.
Langis.
Aspalto.
Porselana.
Kuwarts.
Hangin.
brilyante.
Purong tubig.
Plastic.

Ano ang isang likidong dielectric?

Ang polarization ng ganitong uri ay nangyayari sa electric current field. Ang mga likidong non-conductive substance ay ginagamit sa engineering para sa pagbuhos o pagpapabinhi ng mga materyales. Mayroong 3 klase ng liquid dielectrics:

Ang mga langis ng petrolyo ay mababa ang lagkit at karamihan ay hindi polar. Madalas silang ginagamit sa mga instrumentong may mataas na boltahe: tubig na may mataas na boltahe. ay isang non-polar dielectric. Ang langis ng cable ay natagpuan ang application sa impregnation ng insulating paper wires na may boltahe na hanggang 40 kV, pati na rin ang metal-based coatings na may kasalukuyang higit sa 120 kV. Ang langis ng transpormer ay may mas malinis na istraktura kaysa sa langis ng kapasitor. Ang ganitong uri ng dielectric ay malawakang ginagamit sa produksyon, sa kabila ng mataas na gastos kumpara sa mga analog na sangkap at materyales.

Ano ang isang synthetic dielectric? Sa kasalukuyan, ito ay ipinagbabawal sa halos lahat ng dako dahil sa mataas na toxicity nito, dahil ito ay ginawa batay sa chlorinated carbon. Ang isang likidong dielectric na batay sa organikong silikon ay ligtas at palakaibigan sa kapaligiran. Ang ganitong uri ay hindi nagiging sanhi ng kalawang ng metal at may mga katangian ng mababang hygroscopicity. Mayroong isang liquefied dielectric na naglalaman ng isang organofluorine compound na partikular na sikat para sa hindi pagkasunog, thermal properties, at oxidative stability.

At ang huling uri ay mga langis ng gulay. Ang mga ito ay mahina polar dielectrics, kabilang dito ang flaxseed, castor, tung, abaka. Ang langis ng castor ay lubos na pinainit at ginagamit sa mga capacitor ng papel. Ang natitirang mga langis ay sumingaw. Ang pagsingaw sa kanila ay hindi sanhi ng natural na pagsingaw, ngunit sa pamamagitan ng isang kemikal na reaksyon na tinatawag na polymerization. Ito ay aktibong ginagamit sa mga enamel at pintura.

Konklusyon

Ang artikulo ay tinalakay nang detalyado kung ano ang isang dielectric. Nabanggit ang iba't ibang uri ng hayop at ang kanilang mga katangian. Siyempre, upang maunawaan ang kahusayan ng kanilang mga katangian, kailangan mong pag-aralan ang seksyon ng pisika tungkol sa kanila nang mas malalim.

Nang lumitaw ang kuryente sa ating buhay, kakaunti ang mga tao ang nakakaalam tungkol sa mga katangian at parameter nito, at iba't ibang mga materyales ang ginamit bilang mga konduktor, kapansin-pansin na sa parehong halaga ng kasalukuyang pinagmumulan ng boltahe, ang mamimili ay may ibang halaga ng boltahe. Malinaw na naiimpluwensyahan ito ng uri ng materyal na ginamit bilang konduktor. Kapag kinuha ng mga siyentipiko ang isyu ng pag-aaral ng problemang ito, dumating sila sa konklusyon na ang mga electron ay mga tagadala ng singil sa materyal. At ang kakayahang magsagawa ng electric current ay nakahiwalay sa pagkakaroon ng mga libreng electron sa materyal. Napag-alaman na ang ilang mga materyales ay may malaking bilang ng mga electron na ito, habang ang iba ay wala sa kanila. Kaya, may mga materyales na, at ang ilan ay walang ganitong kakayahan.
Batay sa itaas, ang lahat ng mga materyales ay nahahati sa tatlong grupo:

mga konduktor;
semiconductor;
dielectrics;

Ang bawat isa sa mga grupo ay nakahanap ng malawak na aplikasyon sa electrical engineering.

mga konduktor

mga gabay ay mga materyales na mahusay na nagsasagawa ng electric current, ginagamit ang mga ito para sa paggawa ng mga wire, mga produkto ng cable, mga contact group, windings, gulong, conductive core at track. Ang karamihan ng mga de-koryenteng aparato at kagamitan ay ginawa batay sa mga conductive na materyales. Bukod dito, sasabihin ko na ang buong industriya ng kuryente ay hindi maaaring umiral nang wala ang mga sangkap na ito. Kasama sa pangkat ng mga konduktor ang lahat ng mga metal, ilang likido at gas.

Nararapat din na banggitin na kabilang sa mga konduktor ay may mga sobrang konduktor, ang paglaban nito ay halos zero, ang mga naturang materyales ay napakabihirang at mahal. At mga konduktor na may mataas na pagtutol - tungsten, molibdenum, nichrome, atbp. Ang mga naturang materyales ay ginagamit upang gumawa ng mga resistor, mga elemento ng pag-init, at mga lamp coil.

Ngunit ang bahagi ng leon sa larangan ng kuryente ay kabilang sa mga ordinaryong konduktor: tanso, pilak, aluminyo, bakal, iba't ibang mga haluang metal ng mga metal na ito. Ang mga materyales na ito ay natagpuan ang pinakamalawak at pinakadakilang aplikasyon sa electrical engineering, lalo na ang tanso at aluminyo, dahil ang mga ito ay medyo mura, at ang kanilang paggamit bilang mga conductor ng electric current ay pinakaangkop. Kahit na ang tanso ay limitado sa paggamit nito, ito ay ginagamit bilang paikot-ikot na mga wire, multi-core cable, at mas kritikal na mga aparato, ang mga tansong busbar ay mas bihira pa. Ngunit ang aluminyo ay itinuturing na hari sa mga conductor ng electric current, kahit na ito ay may mas mataas na resistivity kaysa sa tanso, ngunit ito ay na-offset ng napakababang gastos nito at paglaban sa kaagnasan. Ito ay malawakang ginagamit sa power supply, cable products, overhead lines, busbars, general wires, atbp.

Semiconductor

Semiconductor, isang bagay sa pagitan ng mga conductor at semiconductors. Ang kanilang pangunahing tampok ay ang kanilang pag-asa sa pagsasagawa ng electric current mula sa mga panlabas na kondisyon. Ang pangunahing kondisyon ay ang pagkakaroon ng iba't ibang mga impurities sa materyal, na nagbibigay lamang ng kakayahang magsagawa ng electric current. Gayundin, na may isang tiyak na pag-aayos ng dalawang materyales ng semiconductor. Batay sa mga materyales na ito, sa ngayon, maraming mga semiconductor device ang nagawa: LEDs, transistors,semistor, thyristors, stabistors, iba't ibang microcircuits. Mayroong isang buong agham na nakatuon sa mga semiconductors at mga aparato batay sa mga ito: electronic engineering. Lahat ng mga computer, mga mobile device. Ano ang masasabi ko, halos lahat ng aming kagamitan ay naglalaman ng mga elemento ng semiconductor.

Ang mga materyales ng semiconductor ay kinabibilangan ng: silikon, germanium, grapayt, gr aphene, indium, atbp.

Dielectrics

Well, ang huling grupo ng mga materyales ay dielectrics Mga sangkap na hindi kayang magdala ng kuryente. Kabilang sa mga naturang materyales ang: kahoy, papel, hangin, langis, keramika, salamin, plastik, polyethylene, polyvinyl chloride, goma, atbp. Ang mga dielectric ay malawakang ginagamit dahil sa kanilang mga katangian. Ginagamit ang mga ito bilang isang insulating material. Pinoprotektahan nila ang contact ng dalawang kasalukuyang nagdadala ng mga bahagi, hindi pinapayagan ang isang tao na direktang hawakan ang mga bahaging ito. Ang papel ng isang dielectric sa electrical engineering ay hindi gaanong mahalaga kaysa sa papel ng mga conductor, dahil tinitiyak nila ang matatag, ligtas na operasyon ng lahat ng mga de-koryenteng at elektronikong aparato. Ang lahat ng dielectrics ay may limitasyon kung saan hindi sila makapagsagawa ng electric current, ito ay tinatawag na breakdown voltage. Ito ay tulad ng isang tagapagpahiwatig kung saan ang dielectric ay nagsisimulang magpasa ng isang electric current, habang ang init ay inilabas at ang dielectric mismo ay nawasak. Ang halaga ng breakdown na boltahe para sa bawat dielectric na materyal ay iba at ibinibigay sa mga reference na materyales. Kung mas mataas ito, mas mabuti, ang dielectric ay itinuturing na mas maaasahan.

Ang parameter na nagpapakilala sa kakayahang magsagawa ng electric current ay resistivity R , yunit [ Ohm ] at kondaktibiti, kapalit ng paglaban. Ang mas mataas na parameter na ito, mas masahol pa ang materyal na nagsasagawa ng electric current. Para sa mga konduktor, ito ay mula sa ilang ikasampu hanggang daan-daang ohms. Sa dielectrics, ang paglaban ay umabot sa sampu-sampung milyong ohms.

Ang lahat ng tatlong uri ng mga materyales ay malawakang ginagamit sa industriya ng kuryente at electrical engineering. Malapit din sila sa isa't isa.

Talahanayan 26. Dielectric na pare-pareho ng ilang mga materyales.

materyal	Ang dielectric na pare-pareho	Kahoy	Ang dielectric na pare-pareho
		Spruce dry: kasama ang mga hibla
		sa tangential na direksyon

		sa radial na direksyon

		Beech dry: kasama ang butil
		sa tangential na direksyon

		sa radial na direksyon

Ang data para sa kahoy ay nagpapakita ng kapansin-pansing pagkakaiba sa pagitan ng dielectric na pare-pareho sa kahabaan at sa kabuuan ng mga hibla; sa parehong oras, ang permittivity sa kabuuan ng mga hibla sa radial at tangential na mga direksyon ay naiiba nang kaunti. Ang dielectric na pare-pareho sa isang mataas na frequency field ay depende sa dalas ng kasalukuyang at ang moisture content ng kahoy. Sa pagtaas ng kasalukuyang dalas, ang dielectric na pare-pareho ng beech wood kasama ang mga hibla sa isang moisture content na 0 hanggang 12% ay bumababa, na kung saan ay lalong kapansin-pansin para sa isang moisture content na 12% (Fig. 45). Sa isang pagtaas sa moisture content ng beech wood, ang dielectric na pare-pareho sa kahabaan ng mga hibla ay tumataas, na kung saan ay lalong kapansin-pansin sa isang mas mababang kasalukuyang dalas.

Talahanayan 27. Ang pinakamataas na halaga ng pagkawala ng padaplis para sa tuyong kahoy.

Portal para sa mag-aaral. Pagsasanay sa sarili