• Кесарів розтин
• Календар щеплень
• Аналізи крові
• Післяпологовий період
• Підготовка до пологів

Що таке провідники, напівпровідники та діелектрики. Що таке провідник та діелектрик? порівняльні дані про питомий об'ємний та поверхневий опір деревини

дерево є провідником або діелектриком? і отримав найкращу відповідь

Відповідь від Олена маликова
діелектриком. але тільки сухе.

Відповідь від 2 відповіді[гуру]

Вітання! Ось добірка тим із відповідями на Ваше запитання: дерево є провідником чи діелектриком?

Відповідь від Андрій Рижов[гуру]
діелектриком

Відповідь від Www[Новичок]
діелектрик

Відповідь від White Rabbit[гуру]
Сухе – діелектрик.
Живе – хоч і поганий, але провідник, причому – іонний (соки – електроліт)

Відповідь від ьььььььь[гуру]
дивлячись скільки років дереву

Відповідь від Олексій[експерт]
Сухе-діелектрик.

Відповідь від Йоадівник[гуру]
Електропровідність деревини в основному залежить від її вологості, породи, напряму волокон та температури. Деревина в сухому стані не проводить електричний струм, тобто є діелектриком, що дозволяє застосовувати її як ізоляційний матеріал.
Наприклад, папір, просочений чимось використовується в конденсаторах та трансформаторах.
Сам часто вставляю запобіжник за допомогою листа зошита.
Але сухим деревом ніколи не буває.
Як зараз пам'ятаю, як мене шарахнуло струмом, коли взяв суху викрутку з дерев'яною ручкою і поліз у вимикач.
А правильніше спитати опір дерева.
Блискавка частіше вдаряє в дерева з корінням, що глибоко проникає в грунт. Чому?
Дерева з корінням, що проникають у глибокі водоносні шари ґрунту, краще з'єднані із землею і тому на них під впливом наелектризованих хмар накопичуються значні заряди електрики, що припливають із землі, мають знак, протилежний знаку заряду хмар.
Завдяки корінням, що глибоко йде в ґрунт, дуб добре заземлений, тому він частіше уражається блискавкою.
Електричний струм проходить в основному між корою та деревиною сосни, тобто по тих місцях, де концентрується найбільше соків дерева, що добре проводять електрику.
Стовбур смолистого дерева, наприклад сосни, має значно більший опір, ніж кора та підкірковий шар. Тому в сосні електричний струм блискавки проходить переважно по зовнішніх шарах, не проникаючи усередину. Якщо ж блискавка вдаряє в листяне дерево, то струм протікає всередині. У деревині цих дерев міститься багато соку, що закипає під дією електричного струму. Пари, що утворилися, розривають дерево.
Дерев'яна опора забезпечує значну ізоляційну відстань з точки зору імпульсних перенапруг (грозостійкість), може гасити силову дугу перекриття та забезпечує високий опір ланцюга замикання на землю. Ці властивості використовуються для зниження кількості грозових відключень ПЛ та забезпечення безпеки.
Імпульсна міцність тіла дерев'яної опори понад 200 кВ/м. Така властивість дуже корисна в районах з високою грозовою активністю. Удар блискавки навіть на значній відстані від лінії може індукувати на ПЛ перенапруги з амплітудою сотні кіловольт. Наявність дерев'яних опор виключає перекриття ізоляції та відключення лінії у таких випадках.
Високий опір дерев'яних опор забезпечує підвищену безпеку ліній для людей у ​​разі пошкодження основної ізоляції. Опір тіла опори залежить від зволоження. Наприклад, мінімальний опір вологої сосни становить близько 20 кОм/м, а сухий у середньому у 100 разів більший.
Високий опір деревини та високий перехідний опір при дотику людини до опори з пошкодженою ізоляцією обмежують струм через людину значеннями, не небезпечними для життя (40-100 мА).

Електропровідність. Здатність деревини проводити електричний струм залежить від її електричного опору.

Повний опір зразка деревини, розміщеного між двома електродами, визначається як результат двох опорів: об'ємного і поверхневого. Найбільше значення для характеристики електропровідності матеріалу має перший вид опору, показником якого є питомий об'ємний опірмає розмірність Ом · см і чисельно рівне опору при проходженні струму через дві протилежні грані кубика розмірами 1x1x1 см виданого матеріалу (деревини).

Деревина відноситься до діелектриків (10 8 -10 17 Ом · см). Для неї застосовні методи вимірювання опорів твердих діелектриків при постійній напругі. З урахуванням специфіки деревини ці методи використані ЦНДІМОД при розробці ГОСТ 18408-73.

У різних порід електропровідність різна, але при цьому у всіх порід уздовж волокон вона в кілька разів більша, ніж упоперек волокон.

З підвищенням вологості деревини опір зменшується. Особливо різке зниження опору (в десятки мільйонів разів) спостерігається зі збільшенням вмісту зв'язаної води, тобто при переході від абсолютно сухого стану деревини до межі насичення клітинних стінок W п. н. . Подальше збільшення вологості викликає падіння опору лише у десятки чи сотні разів. Цим пояснюється зниження точності визначення вологості електровологомірами в області вище за W п. н. .

Підвищення температури деревини призводить до зменшення об'ємного опору. В середньому прийнято вважати, що підвищення температури деревини на кожні 12 ° С викликає зниження опору приблизно вдвічі.

Електропровідність деревини враховується у випадках, коли деревину застосовують для стовпів зв'язку, щогл ліній високовольтних передач, рукояток електроінструментів тощо.

Електрична міцність. Так називається здатність деревини протистояти пробою, тобто зниження опору при великих напругах. Для визначення електричної міцності деревини при змінній напрузі частотою 50 Гц в ЦНДІМОД був розроблений ГОСТ 18407-73. Показником електричної міцності служить Е пр - відношення пробивної напруги до товщини матеріалу, кВ/мм.

Електрична міцність абсолютно сухої деревини вздовж волокон становить 1,3-1,5 кВ/мм, що у 4-7 разів менше, ніж упоперек волокон. З підвищенням вологості електрична міцність помітно знижується. За даними БелТІ, міцність знижується вдвічі при зміні вологості з 10 до 14%. Електрична міцність деревини порівняно з іншими твердими ізоляційними матеріалами невелика (біля скла Е пр = 30, у поліетилену - 40 кВ/мм). Для підвищення електричної міцності деревину просочують парафіном, оліфою, штучними смолами та іншими речовинами.

Діелектричні властивості. Деревина, що знаходиться в змінному електричному полі, проявляє свої діелектричні властивості, які характеризуються двома показниками. Перший - відносна діелектрична проникність ε - чисельно дорівнює відношенню ємності конденсатора з прокладкою з деревини до ємності конденсатора з повітряним зазором між електродами. Другий показник - тангенс кута діелектричних втрат tg - визначає частку підведеної потужності, яка поглинається деревиною і перетворюється на теплоту.

Діелектрична проникністьабсолютно сухої деревини зі збільшенням густини зростає. Так, у деревини бальзи (ρ 0 = 130 кг/м 3 ) діелектрична проникність упоперек волокон у діапазоні частот 10-10 11 Гц становить у середньому 1,3, а у граба (ρ 0 = 800 кг/м 3) - 2, 6. Проникність уздовж волокон більша в середньому в 1,4 рази. З підвищенням вологості деревини е збільшується, так як для води величина цього показника в діапазоні частот 10-1011 Гц становить 81-7,5. За даними Г. І. Торговникова, при вологості 10% та температурі 20 ° С для деревини щільністю ρ 0 = 500 кг/м 3 на частоті 10 4 Гц дорівнює 4,2, на частоті 10 10 Гц - 2,0, а при вологості 60% - відповідно дорівнює 65 та 6,6. Збільшення температури від -40 до 100 ° С для сухої деревини призводить до незначного збільшення (приблизно в 1,3 рази). Підвищення температури вологої деревини призводить до більшого збільшення.

Тангенс кута діелектричних втраттакож залежить від густини деревини. Поперек волокон tg при щільності ρ 0 = 500 кг/м 3 і кімнатній температурі в діапазоні частот 10-10 5 Гц становить 0,005-0,007, а при щільності ρ 0 = 800 кг/м 3 цей показник дорівнює 0,007-0,02. Уздовж волокон tg вищий, ніж поперек волокон, в середньому в 1,7 рази. З підвищенням вологості tg збільшується. Залежність цього від частоти мають складний характер. Так, для деревини із щільністю ρ 0 = 500 кг/м 3 при температурі 20 °С та вологості 80 % значення tg δ при частоті 10 3 Гц досягає 74, при частоті 10 8 Гц знижується до 0,2, а в області надвисоких частот (1010 Гц) зростає до 0,34. Підвищення температури абсолютно сухої деревини викликає зниження tg, але в області НВЧ цей показник зростає. У вологій деревини (W=25 %) нагрівання призводить до суттєвого зростання tg δ, але в області НВЧ він змінюється незначно.

Під час діелектричного нагрівання температура підвищується одночасно по всьому об'єму деревини. Такий спосіб нагрівання знаходить практичне застосування в процесах сушіння, склеювання та просочення деревини. Нагрівання в полі НВЧ можна використовувати для сушіння деревини, для поверхневого відтавання колод перед стегнам та розпилюванням.

П'єзоелектричні властивості. На поверхні анізотропних пластинок із кристалів (кварц, турмалін, сегнетова сіль) при розтягуванні або стиску з'являються електричні заряди: позитивний на одному боці та негативний на іншій. Електричні заряди виникають під дією механічних зусиль, тиску, тому це явище називається прямим п'єзоелектричним ефектом(слово "п'єзо" означає тиск). Зазначені матеріали мають і зворотний п'єзоелектричний ефект - їх розміри змінюються під дією електричного поля. Пластинки з цих кристалів знаходять широке застосування як випромінювачів та приймачів в ультразвуковій техніці.

Дослідження В. А. Баженова показали, що такі властивості має і деревина, що містить орієнтований компонент – целюлозу. Найбільший п'єзоелектричний ефект спостерігається при додатку стискаючого та розтягуючого навантаження під кутом 45° до волокон. Навантаження, спрямовані строго вздовж або поперек волокон, цього ефекту не викликають. Особливо помітно п'єзоелектричний ефект проявляється у сухій деревині, зі збільшенням вологості він зменшується і вже за вологості 6-8 % майже зовсім зникає. З підвищенням температури до 100 ° С ефект збільшується. Що модуль пружності деревини, то менше в неї пьезоэлектрический ефект.

Це явище дозволяє глибше вивчити тонку структуру деревини, характеризувати ступінь анізотропності натуральної деревини та нових деревних матеріалів. Воно використовується для розробки неруйнівних методів контролю якості деревини.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Здатність проводити електричний струм характеризує електричний опір деревини. У загальному випадку повний опір зразка деревини, розміщеного між двома електродами, визначається як результат двох опорів: об'ємного і поверхневого. Об'ємний опір чисельно характеризує перешкоду проходженню струму крізь товщу зразка, а поверхневий опір визначає перешкоду проходженню струму по поверхні зразка. Показниками електричного опору є питомий об'ємний і поверхневий опір. Перший із названих показників має розмірність ом на сантиметр (ом х см) і чисельно дорівнює опору при проходженні струму через дві протилежні грані кубика розміром 1X1X1 см із даного матеріалу (деревини). Другий показник вимірюється в омах і чисельно дорівнює опору квадрата будь-якого розміру на поверхні зразка деревини підведення струму до електродів, що обмежує дві протилежні сторони цього квадрата. Електропровідність залежить від породи деревини та напрямки руху струму. Як ілюстрації порядку велич об'ємного і поверхневого опору в табл. наведено деякі дані.

порівняльні дані про питомий об'ємний та поверхневий опір деревини

Для характеристики електропровідності найбільше значення має питомий об'ємний опір. Опір сильно залежить від вологості деревини. З підвищенням вмісту вологи у деревині опір зменшується. Особливо різке зниження опору спостерігається зі збільшенням вмісту пов'язаної вологи від абсолютно сухого стану до межі гігроскопічності. При цьому питомий об'ємний опір зменшується в мільйони разів. Подальше збільшення вологості викликає падіння опору лише у десятки разів. Це ілюструють дані табл.

питомий об'ємний опір деревини в абсолютно сухому стані

вплив вологості на електричний опір деревини

Поверхневий опір деревини також суттєво знижується із збільшенням вологості. Підвищення температури призводить до зменшення об'ємного опору деревини. Так, опір деревини лжетсуги при підвищенні температури з 22-23 ° до 44-45 ° С (приблизно вдвічі) падає в 2,5 рази, а деревини бука при підвищенні температури з 20-21 ° до 50 ° С - в 3 рази. За негативних температур об'ємний опір деревини зростає. Питомий об'ємний опір вздовж волокон зразків берези вологістю 76% при температурі 0°С становив 1,2 х 10 7 ом см, а при охолодженні до температури -24° С воно виявилося рівним 1,02 х 10 8 ом см. Просочення деревини мінеральними (наприклад, хлористим цинком) зменшує питомий опір, тоді як просочування креозотом мало відбивається на електропровідності. Електропровідність деревини має практичне значення тоді, коли вона застосовується для стовпів зв'язку, щогл ліній високовольтних передач, рукояток електроінструментів і т. д. Крім того, залежно від електропровідності від вологості деревини засновано пристрій електричних вологомірів.

електрична міцність деревини

Електрична міцність має значення при оцінці деревини як електроізолюючого матеріалу і характеризується пробивною напругою у вольтах на 1 см товщини матеріалу. Електрична міцність деревини невисока і залежить від породи, вологості, температури та напряму. Зі збільшенням вологості та температури вона знижується; вздовж волокон вона значно нижча, ніж упоперек. Дані про електричну міцність деревини вздовж і поперек волокон наведено в табл.

електрична міцність деревини вздовж та поперек волокон

При вологості деревини сосни 10% отримано наступну електричну міцність у кіловольтах на 1 см завтовшки: вздовж волокон 16,8; у радіальному напрямку 59,1; у тангенціальному напрямку 77,3 (визначення проводилося на зразках товщиною 3 мм). Як бачимо, електрична міцність деревини вздовж волокон приблизно в 3,5 рази менша, ніж упоперек волокон; у радіальному напрямку міцність менша, ніж у тангенціальному, оскільки серцевинні промені зменшують пробивну напругу. Підвищення вологості з 8 до 15% (удвічі) знижує електричну міцність упоперек волокон приблизно в 3 рази (в середньому для бука, берези та вільхи).

Електрична міцність (у кіловольтах на 1 см товщини) .інших матеріалів наступна: слюди 1500, скла 300, бакеліта 200, парафіну 150, трансформаторного масла 100, фарфору 100. З метою підвищення електричної міцності деревини та зниження електропроводу її просочують оліфою, трансформаторною олією, парафіном, штучними смолами; ефективність такого просочення видно з наступних даних про деревину берези: просочення оліфою збільшує пробивну напругу вздовж волокон на 30%, трансформаторним маслом - на 80%, парафіном - майже вдвічі порівняно з пробивною напругою для повітряно-сухої не просоченої деревини.

діелектричні властивості деревини

Величина, що показує, у скільки разів збільшується ємність конденсатора, якщо повітряний прошарок між пластинами замінити такою ж товщиною прокладкою з даного матеріалу, називається діелектричною проникністю цього матеріалу. Діелектрична проникність (діелектрична стала) для деяких матеріалів наведена в табл.

діелектрична проникність деяких матеріалів

Дані для деревини показують помітну різницю між діелектричною проникністю вздовж і поперек волокон; в той же час діелектрична проникність упоперек волокон у радіальному та тангенціальному напрямку відрізняється мало. Діелектрична проникність у полі високої частоти залежить від частоти струму та вологості деревини. Зі збільшенням частоти струму діелектрична проникність деревини бука вздовж волокон при вологості від 0 до 12% зменшується, що особливо помітно для вологості 12%. Зі збільшенням вологості деревини бука діелектрична проникність вздовж волокон збільшується, що особливо помітно при меншій частоті струму.

У полі високої частоти деревина нагрівається; Причина нагріву - втрати на джоулеве тепло всередині діелектрика, що відбуваються під впливом змінного електромагнітного поля. На це нагрівання витрачається частина енергії, що підводиться, величина якої характеризується тангенсом кута втрат.

Тангенс кута втрат залежить від напрямку поля щодо волокон: уздовж волокон він приблизно вдвічі більший, ніж упоперек волокон. Поперек волокон у радіальному та тангенціальному напрямку тангенс кута втрат мало відрізняється. Тангенс кута діелектричних втрат, як і діелектрична проникність, залежить від частоти струму та вологості деревини. Так, для абсолютно сухої деревини бука тангенс кута втрат вздовж волокон зі збільшенням частоти спочатку збільшується, досягає максимуму при частоті 107 гц, після чого починає знову знижуватися. У той же час при вологості 12% тангенс кута втрат зі збільшенням частоти різко падає, досягає мінімуму при частоті 10 5 гц, потім різко збільшується.

максимальна величина тангенсу кута втрат для сухої деревини

Зі збільшенням вологості деревини бука тангенс кута втрат уздовж волокон різко зростає при малій (3 х 10 2 гц) і великій (10 9 гц) частоті і майже не змінюється при частоті 10 6 -10 7 гц.

Шляхом порівняльного дослідження діелектричних властивостей деревини сосни та отриманих з неї целюлози, лігніну та смоли було встановлено, що ці властивості визначаються переважно целюлозою. Нагрів деревини в полі струмів високої частоти знаходить застосування в процесах сушіння, просочення та склеювання.

п'єзоелектричні властивості деревини

На поверхні деяких діелектриків під дією механічної напруги з'являються електричні заряди. Це, пов'язане з поляризацією діелектрика, зветься прямого п'єзоелектричного ефекту. П'єзоелектричні властивості були спочатку виявлені у кристалів кварцу, турмаліну, сегнетової солі та ін. Ці матеріали мають також зворотний п'єзоелектричний ефект, який полягає в тому, що розміри їх змінюються під дією електричного поля. Пластинки з цих кристалів знаходять широке застосування як випромінювачів та приймачів в ультразвуковій техніці.

Ці явища виявляються у монокристалів, а й у цілого ряду інших анізотропних твердих матеріалів, названих п'єзоелектричними текстурами. П'єзоелектричні властивості були виявлені також у деревині. Було встановлено, що основний носій п'єзоелектричних властивостей у деревині – її орієнтований компонент – целюлоза. Інтенсивність поляризації деревини пропорційна величині механічної напруги від прикладених зовнішніх зусиль; коефіцієнт пропорційності називається п'єзоелектричним модулем. Кількісне вивчення п'єзоелектричного ефекту, таким чином, зводиться до визначення значень п'єзоелектричних модулів. У зв'язку з анізотропією механічних та п'єзоелектричних властивостей деревини зазначені показники залежать від напряму механічних зусиль та вектора поляризації.

Найбільший п'єзоелектричний ефект спостерігається при стискаючій та розтягуючій навантаженнях під кутом 45 ° до волокон. Механічні напруги, спрямовані строго вздовж або поперек волокон, не викликають у деревині п'єзоелектричного ефекту. У табл. наведено значення п'єзоелектричних модулів для деяких порід. Максимальний п'єзоелектричний ефект спостерігається в сухій деревині, зі збільшенням вологості він зменшується, а потім зовсім зникає. Так, вже за вологості 6-8% величина п'єзоелектричного ефекту дуже мала. З підвищенням температури до 100° З величина п'єзоелектричного модуля збільшується. При малій пружній деформації (високому модулі пружності) деревини п'єзоелектричний модуль зменшується. П'єзоелектричний модуль залежить також від інших факторів; однак найбільший вплив на його величину має орієнтація целюлозної складової деревини.

п'єзоелектричні модулі деревини

Відкрите явище дає змогу глибше вивчити тонку структуру деревини. Показники п'єзоелектричного ефекту можуть бути кількісними характеристиками орієнтації целюлози і тому дуже важливі для вивчення анізотропії натуральної деревини та нових деревних матеріалів із заданими у певних напрямках властивостями.

З появою в нашому житті електрики мало хто знав про його властивості і параметри, і як провідники використовували різні матеріали, було помітно, що при одній і тій же величині напруги джерела струму на споживачі було різне значення напруги. Було зрозуміло, що на це впливає вид матеріалу, що застосовується як провідник. Коли вчені зайнялися питанням вивчення цієї проблеми вони дійшли висновку, що у матеріалі носіями заряду є електрони. І здатність проводити електричний струм обособлюється наявністю вільних електронів у матеріалі. Було з'ясовано, що деякі матеріали цих електронів велика кількість, А в інших їх взагалі немає. Таким чином існують матеріали, які, а деякі не мають такої здатності.
Виходячи зі всього вище сказаного, всі матеріали поділилися на три групи:

• провідники;
• напівпровідники;
• діелектрики;

Кожна із груп знайшла широке застосування в електротехніці.

Провідники

Провідниками є матеріали, які добре проводять електричний струм, їх застосовують для виготовлення дротів, кабельної продукції, контактних груп, обмоток, шин, струмопровідних жил та доріжок. Переважна більшість електричних пристроїв та апаратів виконана на основі провідникових матеріалів. Мало того, скажу, що вся електроенергетика не могла б існувати якби не було цих речовин. До групи провідників входять усі метали, деякі рідини та гази.

Також варто згадати, що серед провідників є супер провідники, опір яких практично дорівнює нулю, такі матеріали дуже рідкісні та дорогі. І провідники з високим опором – вольфрам, молібден, ніхром тощо. Такі матеріали використовують для виготовлення резисторів, нагрівальних елементів та спіралей освітлювальних ламп.

Але левова частка в електротехнічній сфері належить пересічним провідникам: мідь, срібло, алюміній, сталь, різні метали цих металів. Ці матеріали знайшли найширше і величезне застосування в електротехніці, особливо це стосується міді та алюмінію, так як вони порівняно дешеві, та їх застосування як провідники електричного струму є найбільш доцільним. Навіть мідь обмежена у своєму використанні, її застосовують як обмотувальні проводи, багатожильні кабелі, і більш відповідальних пристроях, ще рідше зустрічаються мідні шинопроводи. А ось алюміній вважається королем серед провідників електричного струму, нехай він має більш високий питомий опір ніж мідь, але це компенсується його дуже низькою вартістю та стійкістю до корозії. Він широко застосовується в електропостачанні, у кабельній продукції, у повітряних лініях, шинопроводах, звичайних дротах тощо.

Напівпровідники

Напівпровідники, щось середнє між провідниками та напівпровідниками. Головною їх особливістю є їхня залежність проводити електричний струм від зовнішніх умов. Ключовою умовою є наявність різних домішок у матеріалі, які забезпечують можливість проводити електричний струм. Так само при певному компонуванні двох напівпровідникових матеріалів. На основі цих матеріалів на даний момент, вироблено безліч напівпровідникових пристроїв: , світлодіоди, транзистори,семістори, тиристори, стабістори, різні мікросхеми. Існує ціла наука, присвячена напівпровідникам та пристроям на їх основі: електронна техніка. Усі комп'ютери, мобільні пристрої. Та що там говорити, практично вся наша техніка містить напівпровідникові елементи.

До напівпровідникових матеріалів відносять: кремній, германій, графіт, гр. афен, індій та ін.

Діелектрики

Ну і остання група матеріалів це діелектрики , речовини не здатні проводити електричний струм До таких матеріалів відносять: дерево, папір, повітря, масло, кераміка, скло, пластмаси, поліетилен, полівінілхлорид, гума тощо. Діелектрики набули широкого застосування завдяки своїм якостям. Їх застосовують як ізолюючий матеріал. Вони оберігають зіткнення двох струмовідних частин, не допускають прямого дотику людини до цих частин. Роль діелектриком в електротехніці не менш важлива роль провідників, оскільки забезпечують стабільну, безпечну роботу всіх електротехнічних та електронних пристроїв. У всіх діелектриків існує межа, до якої вони не здатні проводити електричний струм, його називають пробивною напругою. Це такий показник, при якому діелектрик починає пропускати електричний струм, при цьому відбувається виділення тепла та руйнування самого діелектрика. Це значення пробивної напруги для кожного діелектричного матеріалу є різним і наведено в довідкових матеріалах. Чим він вищий, тим краще, надійніше вважається діелектрик.

Параметром, що характеризує здатність проводити електричний струм, є питомий опір R , одиниця виміру [ Ом ] та провідність, величина зворотна опору. Що цей параметр, то гірше матеріал проводить електричний струм. У провідників він дорівнює від кількох десятих, до сотень Ом. У діелектриків опір досягає десятків мільйонів ом.

Всі три види матеріалів знайшли широке застосування в електроенергетиці та електротехніці. А також тісно взаємопов'язані один з одним.

Діелектрик – це матеріал або речовина, яка практично не пропускає електричний струм. Така провідність виходить внаслідок невеликої кількості електронів та іонів. Дані частинки утворюються в матеріалі, що не проводить електричний струм, тільки при досягненні високих температурних властивостей. Про те, що таке діелектрик і йтиметься у цій статті.

Опис

Кожен електронний або радіотехнічний провідник, напівпровідник або заряджений діелектрик пропускає через себе електричний струм, але особливість діелектрика в тому, що в ньому навіть при високій напрузі понад 550 буде протікати струм малої величини. Електричний струм у діелектриці - це рух заряджених частинок у певному напрямку (може бути позитивним та негативним).

Види струмів

В основі електропровідності діелектриків лежать:

• Абсорбційні струми - струм, який протікає в діелектриці при постійному струмі до тих пір, поки не досягне стану рівноваги, змінюючи напрямок при включенні і подачі на нього напруги і при відключенні. При змінному струмі напруженість у діелектриці буде присутня в ньому весь час, поки перебуває в дії електричного поля.
• Електронна електропровідність – переміщення електронів під дією поля.
• Іонна електропровідність - це рух іонів. Знаходиться в розчинах електролітів - солі, кислоти, луг, а також у багатьох діелектриках.
• Моліонна електропровідність – рух заряджених частинок, званих моліонами. Знаходиться в колоїдних системах, емульсіях та суспензіях. Явище руху моліонів в електричному полі називається електрофорез.

Класифікують за агрегатним станом та хімічною природою. Перші діляться на тверді, рідинні, газоподібні та твердні. За хімічною природою поділяються на органіку, неорганіку та елементоорганічні матеріали.

За агрегатним станом:

• Електропровідність газів.У газоподібних речовин досить мала провідність струму. Він може виникати за наявності вільних заряджених частинок, що виникає через вплив зовнішніх і внутрішніх, електронних та іонних факторів: випромінювання рентгену та радіоактивного виду, зіткнення молекул і заряджених частинок, теплові фактори.
• Електропровідність рідкого діелектрика.Чинники залежності: структура молекули, температура, домішки, наявність великих зарядів електронів та іонів. Електропровідність рідких діелектриків багато в чому залежить від наявності вологи та домішок. Провідність електрики полярних речовин створюється ще з допомогою рідини з дисоційованими іонами. При порівнянні полярних та неполярних рідин, явну перевагу у провідності мають перші. Якщо очистити рідину від домішок, це сприятиме зменшенню її властивостей. При зростанні провідності та її температури виникає зменшення її в'язкості, що призводить до збільшення рухливості іонів.
• Тверді діелектрики.Їхня електропровідність обумовлюється як переміщення заряджених частинок діелектрика та домішок. У потужних полях електричного струму виявляється електропровідність.

Фізичні властивості діелектриків

При питомому опорі матеріалу, що дорівнює менше 10-5 Ом*м, їх можна віднести до провідників. Якщо більше 108 Ом*м – до діелектриків. Можливі випадки, коли питомий опір буде в рази більшим за опір провідника. В інтервалі 10-5-108 Ом * м знаходиться напівпровідник. Металевий матеріал – відмінний провідник електричного струму.

З усієї таблиці Менделєєва тільки 25 елементів відносяться до неметал, причому 12 з них, можливо, будуть з властивостями напівпровідника. Але, зрозуміло, крім речовин таблиці, існує ще безліч сплавів, композицій чи хімічних сполук із властивістю провідника, напівпровідника чи діелектрика. Виходячи з цього, важко провести певну межу значень різних речовин зі своїми опорами. Наприклад, при зниженому температурному факторі напівпровідник поводитиметься подібно до діелектрика.

Застосування

Використання матеріалів, що не проводять електричний струм, дуже широко, адже це один з популярно використовуваних класів електротехнічних компонентів. Стало досить зрозуміло, що їх можна застосовувати завдяки властивостям в активному та пасивному вигляді.

У пасивному вигляді властивості діелектриків використовують для застосування у електроізоляційному матеріалі.

В активному вигляді вони використовуються в сегнетоелектриці, а також у матеріалах для випромінювачів лазерної техніки.

Основні діелектрики

До видів, що часто зустрічаються, відносяться:

• Скло.
• Гума.
• Нафта.
• Асфальт.
• Порцеляна.
• Кварц.
• Повітря.
• Алмаз.
• Чиста вода.
• Пластмаса.

Що таке діелектрик рідкий?

Поляризація цього виду відбувається у полі електричного струму. Рідкі струмопровідні речовини використовуються в техніці для заливки або просочування матеріалів. Є 3 класи рідких діелектриків:

Нафтові олії - є слабов'язкими і переважно неполярними. Їх часто використовують у високовольтних апаратурах: високовольтні води. - це неполярний діелектрик. Кабельне масло знайшло застосування у просоченні ізоляційно-паперових проводів з напругою на них до 40 кВ, а також покриттів на основі металу зі струмом більше 120 кВ. Олія трансформаторна в порівнянні з конденсаторною має більш чисту структуру. Даний вид діелектрика набув широкого поширення у виробництві, незважаючи на велику собівартість порівняно з аналоговими речовинами та матеріалами.

Що таке синтетичний діелектрик? В даний час практично скрізь він заборонений через високу токсичність, тому що виробляється на основі хлорованого вуглецю. А рідкий діелектрик, в основі якого органічний кремній, є безпечним і екологічно чистим. Цей вид не викликає металевої іржі і має властивості малої гігроскопічності. Існує розріджений діелектрик, що містить фторорганічну сполуку, яка особливо популярна через свою негорючість, термічні властивості та окисну стабільність.

І останній вигляд, це рослинні олії. Вони є слабо полярними діелектриками, до них відносяться лляне, касторове, тунгове, конопляне. Касторове масло є сильно нагрівається і застосовується в паперових конденсаторах. Інші масла - випаровуються. Випарювання у яких обумовлюється не природним випаром, а хімічною реакцією під назвою полімеризація. Активно застосовується в емалях та фарбах.

Висновок

У статті докладно було розглянуто, що таке діелектрик. Були згадані різні видита їх властивості. Звичайно, щоб зрозуміти всю тонкість їх характеристик, доведеться глибше вивчити розділ фізики про них.