Qual é a rigidez dielétrica de um dielétrico? Vamos tentar entender este termo, para identificar as características deste indicador.
Definições
Dielétricos são substâncias que não conduzem eletricidade bem ou completamente. O valor da densidade em tal substância de portadores de carga (elétrons) não excede 108 peças por centímetro cúbico. A principal característica dos materiais isolantes elétricos é sua capacidade de polarizar em um campo externo. Os dielétricos incluem substâncias gasosas, várias resinas, vidro e materiais poliméricos. O isolante quimicamente puro é a água.
Características Dielétricas
Este grupo inclui piroelétricos, ferroelétricos, relaxantes, piezoelétricos. As propriedades passivas e ativas de tais materiais são usadas ativamente na tecnologia moderna, então vamos nos debruçar sobre elas com mais detalhes.
As propriedades passivas dos isolantes se aplicam quando são usados em capacitores convencionais.
Materiais isolantes elétricos são dielétricos que não permitem a perda de cargas elétricas. Com a ajuda deles, é possível separar circuitos elétricos uns dos outros, partes de dispositivos de partes condutoras. Em tais situaçõesa permissividade não tem nenhum papel especial.
Dielétricos ativos (controlados) são piroelétricos, ferroelétricos, eletroluminóforos, materiais para obturadores e emissores em tecnologia a laser.
A demanda por materiais dielétricos está aumentando a cada ano. O motivo é o aumento da capacidade das empresas industriais e instituições comerciais.
Além disso, o aumento da demanda por dielétricos pode ser explicado pelo aumento do número de comunicações e diversos aparelhos elétricos.
Na tecnologia, a força elétrica dos isolantes é de particular importância, associada ao arranjo de moléculas e átomos na rede cristalina.
Classificação
Em diferentes condições, o material dielétrico pode apresentar diferentes características isolantes, o que determina o escopo de sua aplicação. Por exemplo, a rigidez dielétrica muda com a temperatura.
Dependendo da estrutura, distinguem-se materiais isolantes elétricos orgânicos e inorgânicos.
À medida que a indústria elétrica se desenvolveu, o mesmo aconteceu com a produção de materiais dielétricos a partir de minerais. A tecnologia melhorou tanto recentemente que foi possível reduzir significativamente o custo de produção, como resultado, os dielétricos minerais substituíram os materiais químicos e naturais.
Materiais dielétricos minerais
Tais compostos incluem:
- Instalação, alcalina, lâmpada,vidros de capacitores, constituídos por uma mistura de diferentes óxidos. Ao fazer óxidos de alumínio, cálcio, silício, a resistência elétrica do material aumenta.
- Esm altes de vidro são materiais nos quais uma fina camada de esm alte é aplicada a uma superfície metálica.
- Guias de luz, que são um tipo especial de fibra de vidro condutora de luz.
- Itens de cerâmica.
- Mica.
- Amianto.
Apesar da variedade de materiais isolantes elétricos, nem sempre é possível substituir um dielétrico por outro.
A resistência elétrica do isolamento é uma propriedade importante, mas não é a única coisa a se prestar atenção ao selecionar tais materiais.
Atenção especial também é dada às propriedades térmicas, mecânicas, outras propriedades físicas e químicas, incluindo a capacidade de vários tipos de processamento, custo, disponibilidade de materiais.
A verificação da resistência elétrica do isolamento é realizada para garantir a máxima segurança da operação de instrumentos e dispositivos.
Óleos de petróleo isolantes elétricos
Óleo de transformador, utilizado para transformadores de potência, tem a máxima distribuição na engenharia elétrica entre os materiais isolantes líquidos. Eles preenchem os poros do isolamento fibroso, a distância entre os enrolamentos, aumenta a rigidez dielétrica do isolamento, promove a remoção de calor. Além disso, o óleo do transformador é usado ativamente em disjuntores a óleo de alta tensão. Em tais dispositivos, entre divergentesos contatos do interruptor quebram o arco elétrico, como resultado do qual o canal do arco é rapidamente resfriado e extinto. Para a obtenção de óleos isolantes elétricos minerais de petróleo, utiliza-se óleo, realizando sua destilação por etapas com separação faseada de uma fração em cada etapa e purificação detalhada das impurezas com ácido sulfúrico, seguida de lavagem e secagem.
A força elétrica de tal óleo é um valor que é muito sensível à umidade. Mesmo com uma leve mistura de água no óleo, observa-se uma diminuição significativa dessa quantidade física. Sob a ação de um campo elétrico, gotículas de água emulsificada são atraídas para os locais onde a intensidade do campo tem um valor máximo, resultando em uma ruptura.
Com uma diminuição acentuada na força elétrica do óleo, ele contém não apenas moléculas de água, mas também impurezas fibrosas. Eles absorvem água, o que afeta significativamente as características elétricas do dielétrico líquido.
Óleos para cabos
São utilizados na produção de cabos de energia elétrica. Quando seu papel isolante é impregnado com óleos, a remoção das perdas de calor aumenta.
Existem diferentes tipos de óleos para cabos. Por exemplo, para a impregnação de cabos de energia de alumínio e bainhas de chumbo, é usado óleo da marca KM-25, que possui uma viscosidade cinemática de pelo menos 23 milímetros por segundo, um ponto de fluidez não superior a 1000 graus. Para aumentar a viscosidade do óleo, adiciona-se resina ouespessante sintético.
Antes de usar um dielétrico, teste a rigidez dielétrica do isolamento.
Dielétricos sintéticos líquidos
Esses materiais isolantes elétricos são superiores em alguns aspectos aos óleos de petróleo. Eles têm uma tendência ao envelhecimento elétrico, o que afeta negativamente as propriedades sob a influência de um campo elétrico de intensidade aumentada.
Para lidar com este problema, os capacitores são impregnados com um dielétrico líquido polar.
Verificar a força elétrica é uma medida obrigatória para selecionar o tipo de isolante mais eficaz.
Hidrocarbonetos clorados
São obtidos a partir de vários hidrocarbonetos substituindo um ou mais átomos de hidrogênio por cloro. O tipo mais comum de tais dielétricos é o bifenil clorado. Possui alta viscosidade, possui as principais características correspondentes ao GOST. A força elétrica deste isolador é maior do que outros óleos de petróleo não polares, portanto, ao usá-lo, o volume do capacitor é quase metade. Entre as vantagens dos bifenilos clorados, destacamos sua incombustibilidade, e as desvantagens são a toxicidade e o alto custo.
Entre os materiais domésticos de baixo custo e com excelentes características isolantes, destacamos uma mistura de isobuteno e seus isômeros (octol), obtida a partir do craqueamento do petróleo.
Isoladores naturais
Rosina,que é uma resina quebradiça obtida a partir de resina, contém ácidos orgânicos em sua composição. Dissolve-se bem em óleos de petróleo e é usado como compostos de vedação e impregnação de cabos.
Uma fina camada de óleo vegetal, caindo na superfície do material, forma uma película fina, aumentando as características isolantes da peça.
Causas de perda de força elétrica
Nos dielétricos que são usados na prática, existem cargas gratuitas. À medida que os elétrons se movem, a condutividade elétrica aumenta. Como há poucas cargas, os isoladores passam com sucesso neste teste. A força elétrica dos isoladores determina as principais áreas de sua aplicação industrial.
O isolamento é necessário para isolamento de corrente, controle de temperatura, intensidade do campo elétrico, outras características que os dispositivos e dispositivos possuem.
Se um piezoelétrico é usado como dielétrico em um capacitor, ele altera suas características lineares sob a influência de uma tensão alternada, transformando-se em um gerador de vibrações ultrassônicas.
Conclusão
A tecnologia e as características de operação dos equipamentos radioeletrônicos e elétricos determinam diferentes requisitos para os parâmetros dos materiais dielétricos.
Isoladores usados para fins práticos têm poucos elétrons em seu volume, então em uma tensão constante eles passam uma corrente mínima, chamada corrente de fuga.
Se a tensão aumentar,aplicado ao isolamento, o valor da intensidade do campo no dielétrico excederá um determinado valor, o isolador perderá suas características de isolação elétrica.
A corrente de passagem que flui através do isolador aumenta e sua resistência diminui, causando um curto-circuito nos eletrodos.
Esse fenômeno é chamado de ruptura dielétrica. No caso em que a tensão aplicada ao dielétrico atinge um valor crítico, observa-se um aumento acentuado na corrente de passagem, a tensão nos eletrodos diminui, como resultado de mudanças irreversíveis, a resistência elétrica do isolador diminui.
Dependendo dos parâmetros de potência e isolamento de energia, uma faísca ocorre após uma avaria, o que leva à fusão, queima, rachaduras e outras alterações tanto no dielétrico quanto nos eletrodos.
Com a seleção correta de materiais isolantes elétricos, você pode garantir o bom funcionamento de aparelhos elétricos e dispositivos técnicos.
