IV. 1.1. Класифікація діелектриків по призначенню.

IV. 1.2. Фізичні властивості діелектриків:

IV. 1.2.а. вологові властивості діелектриків;

IV. 1.2.б. хімічні властивості діелектриків;

IV. 1.2.в. теплові властивості діелектриків (класи нагрівостійкості).

IV. 1.3. Поляризація.

IV. 1.4. Діелектрична пронизливість в речовинах:

IV. 1.4.1. газ;

IV. 1.4.2. рідина;

IV. 1.4.3. тверді діелектрики.

IV. 1.5. Електропровідність діелектриків.

IV. 1.5.1. електропровідність в газі;

IV. 1.5.2. електропровідність в твердих діелектриках;

IV. 1.5.3. електропровідність в рідині.

IV. 1.6. Діелектричні загуби в залежності від агрегатного стану діелектрика.

IV. 1.6.1. Втрати в газах;

IV. 1.6.2. Втрати в рідині.

IV. 1.6.3. Втрати в твердих діелектриках.

IV. 1.7. Пробій в газі, іонізаційний процес:

IV. 1.7.1. пробій газу в однорідному полі;

IV. 1.7.2. пробій газу в неоднорідному полі.

IV. 1.8. Пробій в твердих діелектриках:

IV. 1.8.1. електричний пробій в твердих діелектриках;

IV. 1.8.2. тепловий пробій в твердих діелектриках;

IV. 1.8.3. електрохімічний пробій в твердих діелектриках.

IV. 1.9. Пробій в рідинах:

IV. 1.9.1. пробій в ідеально чистій рідині;

IV. 1.9.2. пробій в технічно чистій рідині;

IV. 1.9.3. пробій в технічно брудній рідині.

IV. 1.1. Класифікація діелектриків по призначенню.

ДІЕЛЕКТРИКИ поділяються на:

А. ПАСИВНІ (електроізоляційні і конденсаторні)

1. Лінійні полімери; 2. еластомери;

3. Композити; 4. Компаунди і лаки;

5. Волокнуваті непропитані; 6. Лакотканини і шарові пластмаси;

7. Монокристали; 8. Скло, кераміка;

Б. АКТИВНІ (матеріали, що управляються)

1. Електричним полем; 2. Механічним зусиллям;

3. Випромінюванням і світлом; 4. Теплом;

5. електрети і т. ін..

IV. 1.2. Фізичні властивості діелектриків.

При виборі електроізоляційного матеріалу (ЭИМ) для конкретного застосування, приходитися звертати увагу не тільки на його електричні властивості, при нормальних умовах, але і розглядати також стабільність при впливі на матеріалу:

• навколишнього повітря;

• підвищених температур;

• Мороза і дощів;

• радіоактивних вилучень и т. д..

Нормальна робота виробу залежить і від механічних властивостей:

• тривкість на розтяг і стиск;

• тривкість на вигин і удар;

• твердість;

• вибростійкість і т. ін..

Технологія процесу виготовлення машин і апаратів, яка розробляється, вимагає також знання хімічних властивостей:

• окислювальність;

• розчинність;

• хімічна активність;

• захист від різноманітних бактерій;

• утворень перегною і т. ін..

Тому знання фізичних властивостей визначає коло і зону використання матеріалу.

Основні властивості, розглядувані в даному розділу:

• Вологові;

• Хімічні;

• Термальні властивості і класи нагрівостійкості.

IV. 1.2.А. Вологові властивості.

Визначені впливом рідини на матеріал. Основною рідиною, що діє на матеріал, є вода і її пари. Розглядувані вологові властивості в даному розділі:

• Гігроскопічність;

• Вологість (абсолютна та відносна);

• Змочування;

• Вологопроникність.

ГІГРОСКОПІЧНІСТЬ- спроможність убирати в себе вологу. Оскільки більшість матеріалів електротехніки вбирають в себе вологу, те слідує відзначити вологу як певний вміст вологи в матеріалу.

АБСОЛЮТНА вологість(Yа) - маса (m) води, що міститься в обсязі (V=1м³) газу. Дана характеристика, яка зростає при збільшенні ^toC; ^P водяних парів в газі.

При нормальних умовах:

• температура - t⁰с =20⁰с;

• тиску P=0.1МПа;

абсолютна волога складає в повітрі масу парів m=11, 25г/м³. Маса насичених парів (точка випадіння роси - конденсація) складає: mн=17,3г/м³.

Оскільки дану характеристику відносно незручно застосовувати в порівняннях, те користуються характеристикою:

ВІДНОСНА вологість(Yо) – показує % співвідношення маси парів в обсязі, що досліджується, до маси насичених парів в ньому.

Наприклад: Yо=(m/mн)*100% = (11.25/17.3)*100 = 65% що складає нормальні умови життєдіяльності людини, при відповідній температурі і зовнішньому тиску.

Оскільки йдеться про воду, то слід відзначити:

• по перше- вона є дипольним діелектриком з низьким питомим Опором pv=10⁴Ом/м і володіє гарною спроможністю проникати всюди.

• по друге, розмір молекули водиV=2.7Ǻ, що дозволяє проникати навіть всередину кришталевих структур, займаючи всередині вільні місця.

• по третє- вода дипольна, а тому схильна впливу зовнішніх збурень і здатна мігрувати непомітно всередині матеріалу.

Для порівняння наведемо розміри структур, які найбільш вживаємо в електротехніці:

• мікропори в кераміці - 103...106 А;

• мікропори в волокнах клітковини - 1000 А;

• мікропори в стінках волокон - 10... 100 А;

• поміж молекулярні мікропори в різноманітних матеріалах - 10... 50 А;

• внутрішньо молекулярні мікропори в різноманітних матеріалах - до 10 А;

• відстані в структурах кришталів - 3…4А;

В наслідок влучання вологи в матеріали, або попадання на їхню поверховість, електроізоляційні властивості знижуються на 50% і більш відсотків. Для боротьби з цими явищами матеріали покривають вологостійкими лаками, смолами, або тонкими шарами матеріалів, які не змочуємі.

Однією з характеристик оцінки влучання вологи на поверховість матеріалу є:

ЗМОЧУВАННЯ- спроможність вологи розтикатися по поверховості матеріалу, утворюючи напівпровідний шар. Дана характеристика визначається в фізиці кутом змочування (). Якщо<90^o, то мовлять що даний матеріал змочується, а якщо>90 ^o, то даний матеріал не змочується.

ВОЛОГОПРОНИКНІСТЬ- спроможність пропускати крізь себе вологу. Характеризується кількістю вологи (m), що минає за час (_c) скрізь ділянку поверхневого шару ЕІМ, площею (S), товщиною (h), під чинністю різності тиску водяних парів (P₁іP₂) з двох сторін шару.

m=[П (P1- P2)*S*]/h,

(31)

Де: П - волого проникність матеріалу.