Электрические свойства

Наиболее важными показателями электрических свойств текстильных полотен и изделий являются электризуемость, электрическая прочность, диэлектрическая проницаемость.

Электризация текстильных полотен имеет поверхностный эффект, возникающий в результате взаимодействия (трения) между двумя поверхностями. При трении электризация повышается, так как возникают новые и нарушаются прежние контакты трущихся поверхностей. Кроме того, в процессе трения повышаются поляризация и диполяризация молекул вследствие увеличения подвижности диполей из-за выделения тепла и более легкой ориентации диполей. Электрические заряды могут возникать не только при трении, но и при растяжении и сжатии.

Для текстильных полотен электрическую прочность (пробивную напряженность) Е_п определяют отношением напряжения, при котором происходит пробой f полотна, к его толщине:

(92)

где U_п – напряжение, при котором происходит пробой, кВ; b – толщина текстильного полотна или материала, мм.

Явлению пробоя, как и для волокон и нитей [4], сопутствует внезапное падение сопротивления пробы полотна (изоляции) до малого значения, в результате чего диэлектрик (исследуемая проба) разрушается, происходит плавление или прожигание пробы (диэлектрика). Пробивное напряжение полотен возникает в основном по воздушным порам, поэтому после пропитки полотен воздушные поры ликвидируются, и пробивная напряженность резко возрастает.

Электризуемость определяется следующими показателями: напряженностью Е электрического поля, величиной заряда q, поверхностной плотностью , полярностью заряда, удельным объемным сопротивлением r_v, удельным поверхностным сопротивлением R_s:

• напряженность электрического поля, В/м, .

где f – сила, которую испытывает заряд q; Н – расстояние до заряженного тела; U – потенциал.

• поверхностная плотность, Кл/см²,  = q/S, где S - поверхность пробы, см².

• удельное объемное сопротивление, Ом  см, ,

где R – сопротивление полотен, Ом; S_п – площадь пробы, см²; V – объем пробы, см³.

• поверхностное сопротивление, Ом/см², R_S = R/S.

Помимо теплового пробоя полотен (диэлектриков) возможен электрохимический пробой [15]. Он связан с изменением химического состава и структуры полотен под действием электрических разрядов в окружающей среде внешнего электрического воля (электрическое старение). Эти процессы очень медленные.

Диэлектрическая проницаемость – способность текстильных полотен реагировать на внешнее электрическое поле :

(93)

где С – емкость конденсатора, заполненного пробой полотен; С₀ – емкость конденсатора с воздушным диэлектриком.

Необходимо иметь в виду, что диэлектрическая проницаемость зависит от влагосодержания полотен и частоты тока. Характеристикой потерь электрической мощности переменного тока в диэлектрике является тангенс угла потерь :

(94)

где  - угол потерь ( = 90° - , где  - угол сдвига между током и напряжением для реального конденсатора);  - угловая частота тока; С - емкость конденсатора; R - активное сопротивление; G - активная проводимость; f - частота переменного тока.