
Зависимость от давления.
Как правило, линейных диэлектриков, у которых основные параметры плотность, диэлектрическая проницаемость и др. можно считать не зависимыми от амплитуд волн при распространении в них волновых возмущений малой амплитуды, при увеличении действующего на диэлектрик давления возрастает вследствие увеличения плотности и числа способных поляризоваться молекул в единице объема вещества. Поэтому для большинства веществ при увеличении давления на единицу давления относительное увеличение (барический коэффициент) положительно. Для некоторых полярных жидкостей в зависимости =f(Р) при высоких значениях давления наблюдается максимум, а при дальнейшем росте давления несколько снижается.
Помимо внешнего (гидростатического) давления, действующего на сжимаемый диэлектрик во время изменения его электрических свойств, на исследуемых при нормальном давлении твердых диэлектрических материалов аналогично влияет и изменение технологии их изготовления, в результате чего получают продукты сходного химического состава, но разной плотности (полиэтилен низкого, среднего и высокого давления).
Зависимость от влажности.
У гигроскопичных диэлектриков обычно заметно увеличивается при увлажнении. Это объясняется тем, что вода имеет сравнительно высокое значение .
Электропроводность диэлектриков.
Все диэлектрические материалы под действием постоянного напряжения пропускают некоторый, весьма малый ток, называемый током утечки, зависящий, при прочих равных условиях, от удельного сопротивления материала. Для низкокачественных материалов (дерево, мрамор и т.п.) величина составляет 106–108 Омм, для высококачественных (полистирола, кварца) - 1014–1016 Омм ; еще выше значения неионизированных газов. Очевидно, что чем больше , тем выше качество электроизоляционного материала.
По сравнению с электропроводностью проводников электропроводность диэлектриков имеет ряд характерных особенностей:
1
Рис.
29. Изменение тока через диэлектрик во
времени.
После подключениячения постоянного напряжения к диэлектрику напряжения наблюдается постепенное спадение тока со временем (рис. 29). В начальный промежуток времени в цепи протекает быстро спадающий ток смещения, плотность которого Iсм=dD/dt.
Рис.29.Изменение тока через диэлектрик во времени.
Этот ток прекращается за время порядка постоянной времени RC cxeмы: источник питания - образец, которая обычно мала. Однако ток продолжает изменяться и после этого, часто в течение минут и даже часов.
Медленно изменяющуюся составляющую тока, обусловленную перераспределением свободных зарядов в объеме диэлектрика называют током абсорбции Iабс. Данный ток связан с поглощением носителей зарядов объемом диэлектрика – захватом носителей «ловушками» – дефектами решетки. Со временем, когда все ловушки заполняются носителями, ток абсорбции прекращается и остается только не изменяющийся во времени сквозной ток Iскв, обусловленный прохождением носителей заряда от одного электрода до другого и равный
Iскв=Iv+Is.
Сквозной электрический ток существует не только на постоянном, но и на переменном напряжении. При этом он характеризуется той же удельной проводимостью, что и на постоянном напряжении.
Наличие сквозного тока в переменном поле приводит к рассеянию мощности Рскв=Е2 в единице объема диэлектрика. Эту часть потерь, обусловленную сквозным током диэлектрика, называют диэлектрическими потерями на электропроводность. Потери на электропроводность ничтожно малы у диэлектриков с высоким удельным сопротивлением (полиэтилен и т.п.), а на высоких и сверхвысоких частотах - практически у всех изоляционных материалов. Однако их надо учитывать в изоляции, работающей при температуре выше 1000С, при увлажнении и прочих условиях, приводящих к снижению .
Существуют и другие механизмы потерь в диэлектриках, необусловленных током сквозной проводимости. Эти механизмы связаны с поляризацией диэлектрика.
На поляризацию затрачивается энергия электрического поля, переходящая в диэлектрические потери в том случае, когда время релаксации диэлектрика сравнимо с периодом изменения электрического поля. В этом случае поляризация не успевает полностью установиться за период изменения поля, т.е. поляризованность Р отстает по фазе от напряженности Е.
Если же время установления поляризации значительно меньше периода изменения электрического поля и электрический момент Р успевает следовать за Е, то энергия на поляризацию за период не затрачивается, т.к. работа, совершаемая при наложении электрического поля , полностью отдается диэлектриком при снятии поля.
Ранее отмечалось, что изменение от частоты называется электрической дисперсией, которая может иметь релаксационный или резонансный характер. Каждому из этих видов соответствуют, соответственно, релаксационные или резонансные потери, имеющие максимум на частотах релаксации (1/) или при приближении частоты электрического поля к частотам собственных колебаний электронов или ионов диэлектрического материала.
Одной из важнейших электрических характеристик диэлектриков является электрическая прочность, оцениваемая пробивным напряжением, при котором имеет место электрический пробой диэлектрика. Механизмы пробоя газообразных, жидких и твердых диэлектриков различен.