Раздел I. Диэлектрики.

Тема I. Электрические явления в диэлектриках и их физико – химические свойства.

1. Электрические явления в диэлектриках. Строение диэлектриков. Электрические заряды в диэлектриках и их взаимодействие с электрическим полем Диэлектрическая проницаемость. Методы измерения диэлектрической проницаемости. Природы поляризации вещества. Сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики и электреты.

2. Электропроводность. Удельная объёмная проводимость. Электропроводность газов, её природа и зависимость от природы напряжённости электрического поля. Электропроводность твёрдых диэлектриков. Влияние примесей. Роль влажности. Зависимость от температуры. Поверхностная электропроводность: методы измерения удельного, объёмного и поверхностного сопротивления.

3. Диэлектрические потери. Полные и удельные диэлектрические потери. Схемы замещения диэлектриков с потерями. Природа и виды диэлектрических потерь. Зависимость потерь от частоты и температуры. Методы определения тангенса угла диэлектрических потерь.

4. Пробой диэлектриков. Пробивное напряжение и электрическая прочность. Пробой газов в однородном и неоднородном электрических полях. Пробой на постоянном и переменном токе низкой и высокой частоты. Пробой на импульсах. Зависимость пробивного напряжения от давления и величины искрового промежутка. Влияние влажности и температуры на пробивное напряжение газов. Газы с повышенной электрической прочностью. Пробой жидких диэлектриков и механизм этого явления. Влияние примесей на характер зависимостей пробивного напряжения жидкости от температуры, длительности воздействия напряжения, формы поля. Пробой твёрдых диэлектриков. Закономерности при тепловом и электрическом пробое. Основы теории теплового пробоя. Электрический пробой. Зависимость электрической прочности твёрдых диэлектриков от формы поля, рода тока, частоты тока, длительности воздействия напряжения, толщины диэлектрика. Пробой неоднородного диэлектрика. Разряд по поверхности твёрдого диэлектрика. Экспериментальные данные о поверхностном разряде. Методы определения электрической прочности диэлектриков.

5. Физико-химические свойства диэлектриков. Влажностные свойства: плотность, вязкость, влагопроницаемость, гигроскопичность. Тепловые свойства: нагревостойкость по механическим и электрическим свойствам: теплопроводность, температурные коэффициенты расширения, температура плавления и размягчения, тепловое старение диэлектриков. Механические свойства. Химические свойства. Влияние радиоактивных излучений на диэлектрики.

Литература: [1] стр. 16-88, [II] стр. 108-163.

Особое внимание при изучении темы следует уделить физике процессов, протекающих в диэлектриках при воздействии электрических полей; параметров, характеризующих свойства диэлектрических материалов; зависимостей этих параметров от различных факторов.

При изучении поляризации диэлектриков нужно чётко представлять влияние на основные механизмы поляризации температуры и частоты воздействующего электрического поля, установить, сопровождается ли поляризация по изучаемой рассеянием энергии.

Особенность диэлектрика поляризоваться характеризуют его диэлектрической проницаемостью (восприимчивостью). Нужно изучить зависимости диэлектрической проницаемости жидких и твёрдых диэлектриков различного строения от температуры и частоты.

Изучая электропроводность диэлектриков целесообразно сопоставить их электропроводность с электропроводностью проводников.

При рассмотрении диэлектрических потерь, необходимо уяснить причины, приводящие к потерям энергии в диэлектрике при воздействии на него постоянного и переменного электрического поля, а также характеристики, используемые для оценки диэлектрических потерь, изучить закономерности изменения от температуры и частоты поля.

Особое внимание следует уделить изучению явления пробоя диэлектриков. Необходимо изучить механизмы пробоя, основные виды и закономерности пробоя диэлектриков в различных агрегатных состояниях.

Необходимы знания параметров, которыми характеризуются диэлектрики (тепловые, влажностные, химические, механические, радиационные).