24.Охарактеризуйте явление поляризации, дайте определение диэлектрика и классификацию по явлениям вызывающим поляризацию.

Как и всякое вещество в природе диэлектрик состоит из атомов и молекул, отрицательные и положительные заряды которых связаны достаточно большими силами электростатического взаимодействия, то есть для диэлектрика характерно наличие сильно связанных зарядов и отсутствие свободных , способных участвовать в электропроводности. Под действием внешнего электрического поля напряженностью Е происходит смещение связанных зарядов относительно своих устойчивых положений, то есть происходит ориентация зарядов внешним электрическим полем. Это явление называется поляризацией. Диэлектриком называется вещество, основным электрическим свойством которого является способность поляризоваться в электрическом поле.

Диэлектрики , в которых поляризация возникает только под действием электрического поля , называются линейными или пассивными и применяются в технике в качестве электроизоляционных материалов и в конденсаторах.

Диэлектрики , которые поляризуются благодаря механическому воздействию, называются пьезоэлектриками, а явление пьезоэлектрическим эффектом.

Диэлектрики, в которых возникает самопроизвольная поляризация в определенном интервале температур, называются сегнетоэлектриками, а явление поляризации- спонтанной.

Пьезоэлектрики и сегнетоэлектрики являются нелинейными диэлектриками и относятся к классу активных диэлектриков.

25.Охарактеризуйте явление пробоя в диэлектрике, механизмы пробоя.

Электрическим пробоем называют явление, приводящее к длительному или кратковременному образованию в диэлектрике канала с высокой электропроводностью.

В этом случае диэлектрик теряет электроизоляционные свойства.

В зависимости от того, какими причинами обусловлено появление канала высокой проводимости , различают механизмы пробоя. Для твердых диэлектриков механизмами пробоя являются : электрический, тепловой, электрохимический.

Электрическим пробоем называется пробой, развитие которого обусловлено только разрывом связей между частицами диэлектрика в результате приложенного к диэлектрику напряжения.

Тепловой пробой возникает в случае, когда количество теплоты, выделяющееся в диэлектрике за счет диэлектрических потерь, превышает количество теплоты, которое может быть рассеяно в окружающую среду. В результате температура изделия увеличивается, что приводит к пробою.

Электрохимический пробой имеет место в диэлектриках при повышенных температурах и

влажности воздуха, когда в материале развиваются процессы , приводящие к необратимому уменьшению сопротивления, это и есть электрохимическое старение , при котором возможны изменение химического состава вещества и ухудшение электрической прочности.

26. Охарактеризуйте газообразные диэлектрические материалы, определите область их применения.

Газообразные диэлектрики характеризуются малым значением диэлектрической проницаемости и tg угла диэлектрических потерь, высоким удельным объемным сопротивлением и невысоким значением электрической прочности по сравнению с жидкими и твердыми диэлектриками. В частности , электрическая прочность воздуха Е-3,5МВ/м.

Достоинством газообразных диэлектриков является восстановление электрической прочности после снятия пробивного напряжения и стабильность свойств во времени.

Особенность газообразных диэлектриков является необходимость их применения с твердыми диэлектриками.

Электрическая прочность у некоторых газов гораздо выше, чем у воздуха. Это связано со способностью их молекул захватывать свободные электроны и превращаться в малоподвижные ионы, что затрудняет развитие пробоя. Явление используют в технике для увеличения электрической прочности газовой изоляции.

Наиболее широко в технике используют элегаз. Он не токсичен, химически инертен, не реагирует с металлами, не взаимодействует с кислотами, водой. Допускает сжатие до 2МПа при нормальной температуре. Используют элегаз в образцовых конденсаторах на рабочих напряжениях до 500кВ, в высоковольтных кабелях под давлением 0,3…0,5 МПа, в высоковольтных выключателях с напряжением до 750 кВ.

Газы с малой электрической прочностью , такие как неон, гелий, аргон, ксенон используют в газоразрядных и осветительных приборах.