Глава 1

Теоретические основы товароведения

Величина диэлектрической проницаемости показывает, во сколько раз уменьшается сила электростатического (кулонов-ского) взаимодействия электрических зарядов при переносе их из вакуума в однородный изотропный диэлектрик, если расстояние между зарядами сохраняется неизменным.

Для вакуума величина диэлектрической проницаемости равна единице, а для других сред 8 больше единицы. Например, для сили­катных стекол она составляет 5-10 единиц, для резины - 1,5-2,5.

Величина диэлектрической проницаемости зависит от фазового и физического состояния вещества. Например, для воды в зависи­мости от ее физического состояния (пар, жидкость, лед (кристалл)) показатель 8 составляет соответственно 1,007; 81,0; 2,9 единиц. У неполярных диэлектриков величина диэлектрической проница­емости мало зависит от температуры.

У диэлектриков ионного строения, в частности у стекол и кера­мических материалов, при росте температуры е обычно возраста­ет, однако у некоторых ионных кристаллов, например у ТЮ₂, при повышении температуры е уменьшается.

Одним из важнейших показателей свойств диэлектриков яв­ляется показатель величины диэлектрических потерь, связанный с выделением теплоты в диэлектриках под воздействием перемен­ного электрического поля. Диэлектрические потери появляются в результате рассеивания в диэлектрике части электрической мощ­ности, превращающейся в тепло.

Диэлектрические потери обусловлены наличием токов сквоз­ной проводимости (токов утечки), запаздыванием поляризации, а также ионизацией воздушных включений (потерями энергии на ионизацию). С возрастанием напряженности и частоты электриче­ского поля, увеличением увлажнения и загрязненности диэлект­рика, а также с ростом температуры величина диэлектрических потерь увеличивается.

Диэлектрические потери характеризуются величиной тангенса угла диэлектрических потерь 1§а, численно равной доле запасенной в диэлектрике энергии, необратимо рассеиваемой в виде тепловых и других потерь, за один период колебаний электрического поля.

22

При высоких напряжениях электрического тока (в области по­лей 10⁷-10⁹ в/м) может наблюдаться резкое увеличение электро­проводности диэлектрика.

При достижении определенной разности потенциалов между электродами увеличение электропроводности приводит к резко­му увеличению силы тока, проходящего через диэлектрик, т. е. к пробою диэлектрика. При этом материал теряет диэлектриче­ские свойства и становится проводником, что сопровождается его разрушением. Наименьшая напряженность электрического поля, при которой происходит пробой (Е ), является мерой электри­ческой прочности диэлектрика. Установлено, что полимеры, не содержащие полярных примесей, обладают высокой электрической прочностью. Их пробивное напряжение при комнатной темпера­туре составляет 10⁸-10⁹ в/м, причем более высокое ее значение наблюдается у полимеров, содержащих полярные группы.

В присутствии влаги или включений воздуха, ионизирующихся в сильном электрическом поле, величина пробивного напряжения значительно снижается.

Механические свойства являются параметрами, характеризу­ющими поведение материалов под воздействием механических нагрузок. Эти свойства определяют по результатам механических испытаний, при которых материалы подвергают воздействию внешних сил (нагрузок).

По характеру действия внешние силы (нагрузки) могут быть статическими и динамическими. Статической называют нагрузку, медленно возрастающую от нуля до некоторого максимального зна­чения и далее остающуюся постоянной или меняющуюся незначи­тельно. Статическая нагрузка - это нагрузка, величина, направле­ние и место приложения которой изменяется столь незначительно, что при расчетах ее принимают независящей от времени.

Динамической нагрузкой называется нагрузка, характеризу­ющаяся быстрым изменением ее значения, направления или точки приложения.

Под действием нагрузок материалы могут деформироваться, т. е. изменять свои размеры и форму.

23