اجسام دی الکتریک دی الکتریک های فعال نام اجسام ساخته شده از دی الکتریک چیست؟

رهبر ارکستر- این جسمی است که حاوی تعداد کافی بارهای الکتریکی آزاد است که می تواند تحت تأثیر میدان الکتریکی حرکت کند. جریان الکتریکی ممکن است در رساناها تحت تأثیر میدان الکتریکی اعمال شده ایجاد شود. تمام فلزات، محلول‌های نمک‌ها و اسیدها، خاک مرطوب، بدن انسان و حیوان رسانای خوبی برای بارهای الکتریکی هستند.

دی الکتریک یا عایق- جسمی که در داخل آن بارهای الکتریکی آزاد وجود ندارد. جریان الکتریکی در مقره ها امکان پذیر نیست.

دی الکتریک ها شامل شیشه، پلاستیک، لاستیک، مقوا و هوا هستند. اجسام ساخته شده از دی الکتریک عایق نامیده می شوند. یک مایع کاملاً نارسانا تقطیر می شود، یعنی. آب خالص. (هر آب دیگری (شیر آب یا دریا) حاوی مقداری ناخالصی است و رسانا است)

قطبش دی الکتریک در میدان الکتریکی- جابجایی بارهای مثبت و منفی در جهت مخالف، یعنی جهت گیری مولکول ها.

پارامتر فیزیکی که دی الکتریک را مشخص می کند، ثابت دی الکتریک است. ثابت دی الکتریک ممکن است پراکندگی داشته باشد.

دی الکتریک ها شامل هوا و سایر گازها، شیشه، رزین های مختلف و مطمئناً پلاستیک های خشک هستند. آب خالص از نظر شیمیایی نیز یک دی الکتریک است.

دی الکتریک ها نه تنها به عنوان مواد عایق استفاده می شوند.

رساناها و عایق ها در نحوه هدایت الکتریسیته با یکدیگر تفاوت دارند. هادی هایی مانند مس به راحتی جریان را هدایت می کنند، اما عایق ها (شیشه) جریان را فقط در ولتاژهای بالا هدایت می کنند. برای کنترل میزان جریان از هادی ها و عایق ها استفاده می شود. به عنوان مثال، یک هادی در یک صاعقه گیر استفاده می شود که باعث می شود صاعقه بدون ایجاد آسیب به زمین برخورد کند. از عایق ها در سوئیچ ها برای محافظت از افراد استفاده می شود.

اگر دستگاهی باید جریان را انجام دهد، حاوی هادی هایی با مقاومت کم است. اکثر سیم های الکتریکی از فلزاتی ساخته شده اند که جریان را به خوبی هدایت می کنند. اغلب هادی ها از مس ساخته شده اند.

هنگامی که جریان از سیم عبور می کند، با مقاومت مواجه می شود. این باعث گرم شدن هادی می شود. اگر از یک وسیله الکتریکی به عنوان بخاری استفاده شود، حاوی هادی هایی با مقاومت بالا است - به عنوان مثال، سیم نازک نیکل یا کروم.

رسانایی و مقاومت سیم به ضخامت آن بستگی دارد. سیم های نازک در مقایسه با سیم های ضخیم ساخته شده از همان مواد، رسانایی کم (مقاومت بالا) دارند.

سیم های نازک در شبکه های کم ولتاژ به عنوان مثال در تلفن ها استفاده می شود. هادی های ضخیم تر برای جریان های بالاتر طراحی شده اند - به عنوان مثال، تغذیه اجاق گاز الکتریکی.

دی الکتریک ماده یا ماده ای است که عملاً اجازه عبور جریان الکتریکی را نمی دهد. این رسانایی به دلیل تعداد کم الکترون ها و یون ها است. این ذرات تنها زمانی در یک ماده نارسانا تشکیل می شوند که خواص دمای بالا به دست آید. دی الکتریک چیست در این مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت.

شرح

هر هادی الکترونیکی یا رادیویی، نیمه هادی یا دی الکتریک باردار جریان الکتریکی را از خود عبور می دهد، اما ویژگی دی الکتریک این است که حتی در ولتاژهای بالای 550 ولت، جریان کمی در آن جریان می یابد. جریان الکتریکی در دی الکتریک حرکت ذرات باردار در یک جهت معین (می تواند مثبت یا منفی) باشد.

انواع جریان ها

رسانایی الکتریکی دی الکتریک ها بر اساس موارد زیر است:

• جریان های جذبی جریانی هستند که در یک دی الکتریک با جریان ثابتی جریان می یابد تا زمانی که به حالت تعادل برسد و با روشن شدن و اعمال ولتاژ به آن و خاموش شدن تغییر جهت می دهد. با جریان متناوب، ولتاژ دی الکتریک در تمام مدتی که در عمل میدان الکتریکی است در آن وجود خواهد داشت.
• رسانایی الکترونیکی حرکت الکترون ها تحت تأثیر میدان است.
• رسانایی یونی حرکت یون ها است. در محلول های الکترولیت ها - نمک ها، اسیدها، قلیاها و همچنین در بسیاری از دی الکتریک ها یافت می شود.
• رسانایی الکتریکی مولیون حرکت ذرات باردار به نام مولیون است. در سیستم های کلوئیدی، امولسیون ها و سوسپانسیون ها یافت می شود. پدیده حرکت مولیون ها در میدان الکتریکی الکتروفورز نامیده می شود.

آنها بر اساس حالت تجمع و ماهیت شیمیایی آنها طبقه بندی می شوند. اولی ها به جامد، مایع، گاز و جامد کننده تقسیم می شوند. بر اساس ماهیت شیمیایی آنها به مواد آلی، معدنی و عناصر آلی تقسیم می شوند.

با توجه به وضعیت تجمع:

• هدایت الکتریکی گازها.مواد گازی رسانایی جریان نسبتاً کمی دارند. این می تواند در حضور ذرات باردار آزاد رخ دهد که به دلیل تأثیر عوامل خارجی و داخلی، الکترونیکی و یونی ظاهر می شود: اشعه ایکس و تابش رادیواکتیو، برخورد مولکول ها و ذرات باردار، عوامل حرارتی.
• هدایت الکتریکی دی الکتریک مایع.عوامل وابستگی: ساختار مولکولی، دما، ناخالصی ها، وجود بارهای زیاد الکترون ها و یون ها. هدایت الکتریکی دی الکتریک های مایع تا حد زیادی به وجود رطوبت و ناخالصی ها بستگی دارد. رسانایی الکتریسیته در مواد قطبی نیز با استفاده از مایعی با یون های تفکیک شده ایجاد می شود. هنگام مقایسه مایعات قطبی و غیر قطبی، اولی مزیت آشکاری در رسانایی دارد. اگر مایعی را از ناخالصی ها تمیز کنید، این به کاهش خواص رسانایی آن کمک می کند. با افزایش رسانایی و دمای آن، کاهش ویسکوزیته آن رخ می دهد که منجر به افزایش تحرک یون می شود.
• دی الکتریک جامد.هدایت الکتریکی آنها با حرکت ذرات دی الکتریک باردار و ناخالصی ها تعیین می شود. در میدان های قوی جریان الکتریکی، هدایت الکتریکی آشکار می شود.

خواص فیزیکی دی الکتریک ها

هنگامی که مقاومت ویژه مواد کمتر از 10-5 اهم * متر باشد، می توان آنها را به عنوان رسانا طبقه بندی کرد. اگر بیش از 108 اهم * متر - به دی الکتریک. ممکن است مواردی وجود داشته باشد که مقاومت چند برابر بیشتر از مقاومت هادی باشد. در محدوده 10-5-108 اهم * متر یک نیمه هادی وجود دارد. مواد فلزی رسانای عالی جریان الکتریکی هستند.

از کل جدول تناوبی، تنها 25 عنصر به عنوان غیرفلز طبقه بندی می شوند و 12 مورد از آنها ممکن است ویژگی های نیمه هادی داشته باشند. اما، البته، علاوه بر مواد موجود در جدول، آلیاژها، ترکیبات یا ترکیبات شیمیایی بسیار بیشتری با خواص رسانا، نیمه هادی یا دی الکتریک وجود دارد. بر این اساس، ترسیم یک خط مشخص بین مقادیر مواد مختلف و مقاومت آنها دشوار است. به عنوان مثال، در یک ضریب دمایی کاهش یافته، یک نیمه هادی مانند یک دی الکتریک رفتار می کند.

کاربرد

استفاده از مواد نارسانا بسیار گسترده است، زیرا یکی از محبوب ترین کلاس های قطعات الکتریکی است. کاملاً مشخص شده است که به دلیل خواصی که دارند می توان از آنها به صورت فعال و غیرفعال استفاده کرد.

در شکل غیرفعال خود، از خواص دی الکتریک برای استفاده در مواد عایق الکتریکی استفاده می شود.

در شکل فعال خود، آنها در فروالکتریک و همچنین در مواد برای ساطع کننده های لیزر استفاده می شوند.

دی الکتریک های پایه

انواع متداول عبارتند از:

• شیشه.
• لاستیک.
• روغن.
• آسفالت.
• ظروف چینی.
• کوارتز.
• هوا.
• الماس.
• آب خالص.
• پلاستیک.

دی الکتریک مایع چیست؟

قطبش این نوع در میدان جریان الکتریکی رخ می دهد. مواد غیر رسانای مایع در فناوری برای ریختن یا اشباع کردن مواد استفاده می شود. 3 کلاس دی الکتریک مایع وجود دارد:

روغن های نفتی کمی چسبناک و عمدتا غیر قطبی هستند. آنها اغلب در تجهیزات ولتاژ بالا استفاده می شوند: آب ولتاژ بالا. یک دی الکتریک غیر قطبی است. روغن کابل در اشباع سیم های کاغذی عایق با ولتاژ تا 40 کیلو ولت و همچنین پوشش های فلزی با جریان بیش از 120 کیلو ولت کاربرد پیدا کرده است. روغن ترانسفورماتور ساختار خالص تری نسبت به روغن خازن دارد. این نوع دی الکتریک علیرغم قیمت بالای آن در مقایسه با مواد و مواد آنالوگ در تولید بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

دی الکتریک مصنوعی چیست؟ در حال حاضر، تقریباً در همه جا به دلیل سمیت بالا ممنوع است، زیرا بر اساس کربن کلر تولید می شود. و دی الکتریک مایع که بر پایه سیلیکون آلی است، ایمن و سازگار با محیط زیست است. این نوع باعث زنگ زدگی فلز نمی شود و خاصیت رطوبت سنجی پایینی دارد. یک دی الکتریک مایع حاوی یک ترکیب ارگانوفلوئورین وجود دارد که به دلیل غیر قابل اشتعال بودن، خواص حرارتی و پایداری اکسیداتیو آن بسیار محبوب است.

و نوع آخر روغن های گیاهی است. آنها دی الکتریک های قطبی ضعیفی هستند که شامل کتان، کرچک، تونگ و کنف است. روغن کرچک بسیار داغ است و در خازن های کاغذی استفاده می شود. روغن های باقی مانده قابل تبخیر هستند. تبخیر در آنها ناشی از تبخیر طبیعی نیست، بلکه توسط یک واکنش شیمیایی به نام پلیمریزاسیون ایجاد می شود. به طور فعال در لعاب و رنگ استفاده می شود.

نتیجه

در این مقاله به تفصیل بحث شد که دی الکتریک چیست. انواع مختلف و خواص آنها ذکر شد. البته برای درک ظرافت ویژگی های آنها، باید قسمت فیزیک را در مورد آنها با عمق بیشتری مطالعه کنید.

رسانا جسمی است که حاوی مقدار کافی بارهای الکتریکی آزاد است که می تواند تحت تأثیر میدان الکتریکی حرکت کند.
جریان الکتریکی ممکن است در هادی ها تحت تأثیر میدان الکتریکی اعمال شده ایجاد شود.
تمام فلزات، محلول‌های نمک‌ها و اسیدها، خاک مرطوب، بدن انسان و حیوان رسانای خوبی برای بارهای الکتریکی هستند.

عایق (یا دی الکتریک) جسمی است که در داخل آن بارهای الکتریکی آزاد وجود ندارد.
جریان الکتریکی در مقره ها امکان پذیر نیست.
دی الکتریک ها شامل شیشه، پلاستیک، لاستیک، مقوا و هوا هستند. اجسام ساخته شده از دی الکتریک عایق نامیده می شوند.
یک مایع کاملاً نارسانا تقطیر می شود، یعنی. آب خالص،
(هر آب دیگری (شیر آب یا دریا) حاوی مقداری ناخالصی است و رسانا است)

جریان الکتریکی در فلزات

همیشه تعداد زیادی الکترون آزاد در یک فلز وجود دارد.
جریان الکتریکی در هادی های فلزی حرکت منظم الکترون های آزاد تحت تأثیر میدان الکتریکی ایجاد شده توسط منبع جریان است.

جریان الکتریکی در مایعات

محلول های نمک ها و اسیدها و همچنین آب معمولی (به جز مقطر) می توانند جریان الکتریکی را هدایت کنند.
محلولی که بتواند جریان الکتریکی را هدایت کند الکترولیت نامیده می شود.
در یک محلول، مولکول های املاح با عمل حلال به یون های مثبت و منفی تبدیل می شوند. تحت تأثیر میدان الکتریکی اعمال شده به محلول، یون ها می توانند حرکت کنند: یون های منفی - به الکترود مثبت، یون های مثبت - به الکترود منفی.
جریان الکتریکی در الکترولیت ایجاد می شود.
هنگامی که جریان از الکترولیت عبور می کند، مواد خالص موجود در محلول روی الکترودها آزاد می شود. این پدیده الکترولیز نامیده می شود
در اثر عمل جریان الکتریکی، تغییرات شیمیایی برگشت ناپذیری در الکترولیت ایجاد می شود و برای حفظ بیشتر جریان الکتریکی، باید با جریان الکتریکی جدید جایگزین شود.

جالب هست

در قرن هفدهم، پس از اینکه ویلیام گیلبرت ثابت کرد که بسیاری از اجسام در هنگام مالش، توانایی الکتریکی شدن را دارند، در علم اعتقاد بر این بود که تمام اجسام از نظر الکتریکی شدن به دو نوع تقسیم می شوند: آنهایی که می توانند توسط اصطکاک برق دار شوند و اجسامی که می توانند توسط اصطکاک برق شوند. توسط اصطکاک برق نمی گیرند.
تنها در نیمه اول قرن هجدهم بود که کشف شد که برخی اجسام نیز توانایی توزیع برق را دارند. اولین آزمایش ها در این راستا توسط فیزیکدان انگلیسی گری انجام شد. در سال 1729، گری پدیده رسانایی الکتریکی را کشف کرد. او ثابت کرد که الکتریسیته می تواند از طریق یک سیم فلزی از جسمی به بدن دیگر منتقل شود. برق در امتداد نخ ابریشم پخش نشد. این گری بود که مواد را به رسانا و نارسانای الکتریسیته تقسیم کرد. فقط در سال 1739 در نهایت مشخص شد که تمام اجسام باید به هادی ها و دی الکتریک ها تقسیم شوند.
___

با آغاز قرن نوزدهم، مشخص شد که تخلیه ماهی های الکتریکی از فلزات عبور می کند، اما از شیشه و هوا عبور نمی کند.

میدونی

گالوانوستگی.

پوشش دادن اجسام با یک لایه فلز با استفاده از الکترولیز را آبکاری می گویند. نه تنها اشیاء فلزی را می توان فلزی کرد، بلکه اشیاء چوبی، برگ های گیاه، توری و حشرات مرده را نیز می توان فلزی کرد. ابتدا باید این اجسام را سفت کنید و برای این کار آنها را مدتی در موم مذاب نگه دارید.
سپس آنها را به طور یکنواخت با یک لایه گرافیت بپوشانید (مثلاً با مالش با سرب مدادی) تا رسانا شوند و آنها را به عنوان یک الکترود در یک حمام گالوانیکی از الکترولیت قرار دهید و الکتریسیته را برای مدتی از آن عبور دهید. جاری. پس از مدتی، فلز موجود در محلول روی این الکترود آزاد می شود و به طور یکنواخت جسم را می پوشاند.

کاوش‌های باستان‌شناسی که قدمت آن به دوران پادشاهی اشکانی می‌رسد به ما این امکان را می‌دهد که فرض کنیم دو هزار سال پیش آبکاری طلاکاری و نقره‌کاری محصولات انجام شده است!
این را نیز یافته های بدست آمده در مقبره های فراعنه مصر نشان می دهد.

آزمایشات با الکترولیت ها

1. اگر محلولی از سولفات مس بگیرید، یک مدار الکتریکی جمع کنید و الکترودها (میله های گرافیتی از یک مداد) را در محلول فرو کنید، لامپ روشن می شود. جریان وجود دارد!
آزمایش را تکرار کنید و الکترود متصل به منفی باتری را با یک دکمه آلومینیومی جایگزین کنید. بعد از مدتی "طلایی" می شود، یعنی. با یک لایه مس پوشیده خواهد شد. این پدیده گالوانوستژی است.

2. ما نیاز داریم: یک لیوان با محلول قوی نمک خوراکی، یک باتری چراغ قوه، دو تکه سیم مسی به طول تقریبی 10 سانتی متر، انتهای سیم را با کاغذ سنباده ریز تمیز کنید. یک سر سیم را به هر قطب باتری وصل کنید. انتهای آزاد سیم ها را با محلول در یک لیوان فرو کنید. حباب ها نزدیک انتهای سیم بالا می روند!

خودتان آن را انجام دهید!

1. یک دستگاه اندازه گیری بسازید - یک آزمایش کننده برای تعیین اینکه آیا یک ماده رسانای جریان الکتریکی است یا خیر. برای این کار به باتری، لامپ چراغ قوه و سیم های اتصال نیاز دارید. مدار الکتریکی مونتاژ شده را به هادی مورد مطالعه ببندید و با وجود یا عدم وجود درخشش لامپ مشخص کنید که آیا ماده رسانا است.

2. می توانید وجود بارهای الکتریکی آزاد را در مایعی مانند این نشان دهید: یک کتری فلزی و یک شیشه آلومینیومی را از یک کالریمتر با هادی ها به یک گالوانومتر وصل کنید. داخل کتری آب بریزید و کمی نمک در آن حل کنید. شروع به ریختن آب نمک از کتری در یک جریان نازک کنید که گالوانومتر وجود جریان الکتریکی را نشان می دهد. با تغییر طول و ضخامت جت، تغییر قدرت جریان را کنترل کنید.

هنگام نصب زمین، خوب است که سیم را تا عمق 2.5 متر دفن کنید، اما در شرایط صحرایی
این همیشه ممکن نیست. بنابراین، زمین اغلب به شکل یک پین رانده شده در زمین انجام می شود. چرا در این مورد آبیاری زمین با آب نمک مفید است؟

نه-من-من!

در صورت وقوع آتش سوزی در تاسیسات برقی باید فورا کلید را خاموش کنید. آتش ناشی از جریان الکتریکی را نمی توان با آب یا کپسول آتش نشانی معمولی خاموش کرد، زیرا جریان آب یک هادی است و می تواند مدار را دوباره ببندد و علت آتش سوزی را بازگرداند. در این صورت استفاده از ماسه خشک یا کپسول آتش نشانی سندبلاست ضروری است.

بدن انسان هادی الکتریسیته است

اگر فردی به طور تصادفی پر انرژی شود، ممکن است جراحت یا حتی مرگ رخ دهد.

هنگام کار با مدارهای الکتریکی، موارد زیر را انجام ندهید:
- نمی توانید سیم های لخت را همزمان با هر دو دست لمس کنید.
- هنگامی که روی زمین ایستاده اید یا روی زمین مرطوب (حتی سیمانی یا چوبی) به سیم لخت دست نزنید.
- از وسایل برقی معیوب استفاده نکنید.
- شما نمی توانید یک دستگاه الکتریکی را بدون جدا کردن آن از منبع تغذیه تعمیر کنید.

کمک های اولیه برای قربانی برق گرفتگی

اغلب خود شخص نمی تواند خود را از سیم های حامل جریان رها کند، زیرا ... جریان الکتریکی باعث انقباضات عضلانی تشنجی می شود یا قربانی هوشیاری خود را از دست می دهد. ابتدا باید شخص را از سیم های حامل جریان جدا کنید. برای انجام این کار، باید جریان را خاموش کنید یا فیوزهای واقع در نزدیکی کنتور را باز کنید. اگر سوئیچ دور است، باید از یک چوب چوبی (شئی غیر رسانا) برای جدا کردن آن از سیم استفاده کنید. باید یک سطح عایق زیر پاهای شما وجود داشته باشد: یک تشک لاستیکی، تخته های خشک یا مشمع کف اتاق. شما فقط می توانید قربانی را با دست خالی از انتهای لباس خشک و با یک دست از سیم ها دور کنید. به آنهایی که به زمین متصل هستند دست نزنید. اجسام رسانا!
سپس قربانی باید بر روی پشت او قرار گیرد و پزشک باید فراخوانده شود.

انگشتانتان را به سوکت نچسبانید، بعداً به کارتان خواهند آمد!

تعریف، هدف و طبقه بندی

مواد عایق الکتریکی

دی الکتریک ها- موادی که میدان های الکترواستاتیکی می توانند برای مدت طولانی در آنها وجود داشته باشند. این مواد، بر خلاف مواد رسانا، عملاً تحت تأثیر ولتاژ ثابت اعمال شده به آنها، جریان الکتریکی را هدایت نمی کنند.

هدف از عایق الکتریکی در درجه اول جلوگیری از عبور جریان در مسیرهای نامطلوب برای عملکرد یک دستگاه الکتریکی است. علاوه بر این، دی الکتریک ها در دستگاه های الکتریکی، به ویژه خازن ها، نقش فعالی را ایفا می کنند و ظرفیت مورد نیاز را فراهم می کنند.

دی الکتریکهای دوقطبی آنهایی هستند که مولکولهای آنها به صورت نامتقارن در فضا قرار گرفته اند. آنها معمولاً ثابت دی الکتریک بالاتری نسبت به دی الکتریک های خنثی دارند. دی الکتریک های دوقطبی رطوبت بیشتری دارند و راحت تر از دی الکتریک های خنثی توسط آب خیس می شوند.

دی الکتریک ها نیز به دو دسته تقسیم می شوند هتروپولار (یونی)،که مولکول های آن نسبتاً به راحتی به قسمت هایی با بار مخالف تقسیم می شوند (یون) و هومیوپولار،به یون تقسیم نمی شود.

مواد عایق الکتریکی بر اساس ترکیب شیمیایی آنها به دو دسته تقسیم می شوند ارگانیک. آلی، V که ترکیب آن شامل کربن و در غیرآلی،بدون کربن معمولا، مواد معدنی مقاومت حرارتی بالاتری دارند, نسبت به ارگانیک

رسانایی الکتریکی دی الکتریک ها

با هدف خود، دی الکتریک ها تحت تأثیر ولتاژ ثابت نباید به هیچ وجه اجازه عبور جریان را بدهند، یعنی باید غیر هادی هابا این حال، تمام مواد عایق الکتریکی که به طور عملی استفاده می شوند، هنگام اعمال ولتاژ ثابت، مقداری جریان ناچیز را عبور می دهند، به اصطلاح. جریان نشتیبنابراین، مقاومت مواد عایق الکتریکی بی نهایت نیست، اگرچه بسیار زیاد است.

مقاومتبخش عایق برابر است با نسبت ولتاژ DC اعمال شده به این بخش از عایق U (بر حسب ولت) به جریان نشتی من(در آمپر) از طریق این بخش:

رسانایی عایق

.

تمیز دادن مقاومت حجمیانزوا آر V , تعیین عددی مانع ایجاد شده توسط عایق برای عبور جریان از ضخامت آن، و مقاومت سطحآر اس تعریف یک مانع برای عبور جریان در امتداد سطح عایق و مشخص کردن وجود افزایش رسانایی لایه سطحی دی الکتریک به دلیل رطوبت، آلودگی و غیره.

امپدانسعایق به عنوان نتیجه دو مقاومت متصل به موازات بین الکترودها، حجم و سطح تعریف می شود:

برای یک مقطع مسطح عایق با مقطع اس[cm2] و ضخامت ساعت[cm] مقاومت حجمی (به استثنای تأثیر لبه ها) برابر است با:

.

به صورت عددی ρ Vبرابر با مقاومت (بر حسب اهم) یک مکعب با لبه 1 است سانتی متراز یک ماده معین، اگر جریان از دو وجه مخالف مکعب عبور کند:

.

1 اهم ∙ سانتی متر= 10 4 اهم ∙ میلیمتر 2 /m= 10 6 μΩ∙cm= 10 -2 اهم.

متقابل مقاومت حجمی

,

تماس گرفت هدایت حجمی خاصمواد

ارزش های ρ Vمواد عایق الکتریکی جامد و مایع که عملاً مورد استفاده قرار می گیرند، حدوداً 10 8 - 10 10 است اهم ∙ سانتی متربرای مواد نسبتاً کم کیفیت مورد استفاده در موارد غیر مهم (چوب، مرمر، آزبست سیمان و غیره) تا 10 16 -10 18 اهم ∙ سانتی متربرای موادی مانند کهربا، پلی استایرن، پلی اتیلن و غیره برای گازهای غیریونیزه ρ Vحدود 10 19 -10 20 اهم ∙ سانتی مترنسبت مقاومت یک دی الکتریک جامد با کیفیت بالا و یک هادی خوب (در دمای معمولی) با یک عدد عظیم - به ترتیب 10 22 -10 24 بیان می شود.

مقاومت سطحی خاصρ اسویژگی یک ماده عایق الکتریکی برای ایجاد مقاومت سطحی در عایق ساخته شده از آن را مشخص می کند. مقاومت سطحی (غفلت از تأثیر لبه ها) بین الکترودهایی با طول لبه های مستقیم موازی ب, در فاصله ای از یکدیگر قرار دارند آ، هنگام حذف جریان نشتی حجمی از طریق ضخامت ماده برابر است با , جایی که .

اندازه ρ اساز نظر عددی برابر با مقاومت یک مربع (با هر اندازه) روی سطح یک ماده معین است , اگر جریان به الکترودهایی که دو ضلع مخالف این مربع را محدود می کنند، تامین شود .

ماهیت فیزیکی هدایت الکتریکی دی الکتریک ها

رسانایی الکتریکی دی الکتریک ها با وجود ذرات باردار آزاد (یعنی غیر مرتبط با مولکول های خاص و قادر به حرکت تحت تأثیر میدان الکتریکی اعمال شده) در آنها توضیح داده می شود: یون ها، مولیون ها (ذرات کلوئیدی) و گاهی اوقات الکترون ها.

معمول ترین برای اکثر مواد عایق الکتریکی هدایت یونیلازم به ذکر است که در برخی موارد ماده اصلی دی الکتریک در معرض الکترولیز قرار می گیرد. به عنوان مثال می توان به شیشه اشاره کرد که به دلیل شفافیت، آزاد شدن محصولات الکترولیز در آن به طور مستقیم قابل مشاهده است. هنگامی که جریان مستقیم از شیشه عبور می کند، گرم می شود تا رسانایی کاهش یابد، رسوبات درخت مانند ("دندریت") فلزات تشکیل دهنده شیشه، در درجه اول سدیم، در کاتد تشکیل می شوند. حتی بیشتر اوقات، مواردی مشاهده می شود که مولکول های ماده اصلی دی الکتریک توانایی یونیزه شدن آسان را ندارند، اما هدایت الکتریکی یونی به دلیل ناخالصی هایی که تقریباً به طور اجتناب ناپذیر در دی الکتریک وجود دارد - ناخالصی های رطوبت، نمک ها، اسیدها، رخ می دهد. قلیاها و غیره. بنابراین، در ساخت دی الکتریک و به طور کلی در فناوری عایق الکتریکی، خلوص محصولات اولیه و تمیزی محل کار بسیار مهم است. در دی الکتریک با رسانایی یونی، قانون فارادی به شدت رعایت می شود، یعنی تناسب بین مقدار الکتریسیته عبوری از عایق (در جریان ثابت) و مقدار ماده آزاد شده در طول الکترولیز.

هنگام افزایش درجه حرارتمقاومت مواد عایق الکتریکی، به عنوان یک قاعده، بسیار کاهش می یابد. بدیهی است که شرایط عملکرد عایق الکتریکی شدیدتر می شود. برعکس، در دماهای پایین، حتی دی الکتریک های بسیار ضعیف نیز مقادیر بالایی به دست می آورند ρ V .

وجود حتی مقادیر کم آب می تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد ρ Vدی الکتریک این با این واقعیت توضیح داده می شود که ناخالصی های موجود در آب به یون ها تجزیه می شوند یا وجود آب می تواند به تجزیه مولکول های خود ماده کمک کند. بنابراین، شرایط عملیاتی عایق الکتریکی زمانی که سخت تر می شود هیدراتاسیونمرطوب سازی تأثیر بسیار قوی در تغییر دارد ρ Vفیبری و برخی از مواد دیگر که در آنها رطوبت می تواند فیلم های پیوسته را در امتداد الیاف تشکیل دهد - "پل ها" که به کل دی الکتریک از یک الکترود به الکترود دیگر نفوذ می کنند.

برای محافظت در برابر رطوبت پس از خشک شدن، مواد رطوبت سنجی با لاک ها، ترکیبات و غیره غیر رطوبت گیر آغشته یا پوشانده می شوند. خشك كردنعایق الکتریکی، رطوبت از آن خارج می شود و مقاومت آن افزایش می یابد. بنابراین، با افزایش دما ρ Vمواد مرطوب شده حتی ممکن است در ابتدا رشد کنند (اگر اثر حذف رطوبت بیشتر از اثر افزایش دما باشد) و تنها پس از حذف بخش قابل توجهی از رطوبت، کاهش شروع می شود. ρ V .

مقاومت عایق ممکن است با کاهش یابد افزایش ولتاژ،که اهمیت عملی قابل توجهی دارد: با اندازه گیری مقاومت عایق (ماشین، کابل، خازن و غیره) در ولتاژی که کمتر از ولتاژ عملیاتی است، می توانیم مقدار مقاومت بیش از حد برآورد شده را بدست آوریم.

اعتیاد آر از جانبمقدار ولتاژ به دلایل مختلفی توضیح داده می شود:

تشکیل بارهای فضایی در دی الکتریک؛

تماس ضعیف بین الکترودها و عایق اندازه گیری شده و غیره.

در ولتاژهای به اندازه کافی بالا، الکترون ها می توانند توسط نیروهای میدان الکتریکی آزاد شوند. هدایت الکترونیکی اضافی ایجاد شده در این مورد منجر به افزایش قابل توجهی در هدایت الکتریکی کلی می شود. این پدیده مقدم بر توسعه شکست دی الکتریک است.

هنگامی که یک ولتاژ ثابت به یک دی الکتریک جامد اعمال می شود، در اکثر موارد جریان به تدریج در طول زمان کاهش می یابد و به طور مجانبی به یک مقدار حالت پایدار خاص نزدیک می شود. بنابراین به تدریج رسانایی دی الکتریک افزایش و مقاومت کاهش می یابد. تغییر رسانایی در طول زمان با تأثیر تشکیل بارهای فضایی، فرآیندهای الکترولیز در دی الکتریک و دلایل دیگر همراه است.

ویژگی تغییرات در مقاومت سطحی خاص ρ اسدی الکتریک از عوامل مختلف (دما، رطوبت، ولتاژ، زمان قرار گرفتن در معرض ولتاژ) شبیه به ماهیت تغییر است. ρ Vدر بالا مورد بحث قرار گرفت. اندازه ρ اسدی الکتریک های هیگروسکوپیک به رطوبت بسیار حساس هستند.

پلاریزاسیون دی الکتریک ها

مهمترین خاصیت دی الکتریک ها توانایی آنها برای پلاریزه شدن تحت تأثیر ولتاژ الکتریکی اعمال شده خارجی است. قطبش به تغییر موقعیت مکانی ذرات ماده باردار یک دی الکتریک منجر می شود و دی الکتریک به دست می آید. گشتاور الکتریکی القایی،و بار الکتریکی در آن تشکیل می شود. اگر قسمتی از عایق را با الکترودها در نظر بگیریم که به آنها ولتاژ اعمال می شود U [V]، سپس شارژ این بخش س [Cl] با بیان مشخص می شود

س= C.U. .

اینجا باظرفیت یک بخش معین از عایق است که بر حسب فاراد اندازه گیری می شود (و).

ظرفیت عایق هم به مواد (دی الکتریک) و هم به ابعاد هندسی و پیکربندی عایق بستگی دارد.

توانایی دی الکتریک معین برای تشکیل ظرفیت الکتریکی را آن می نامند ثابت دی الکتریکو تعیین شده است ε . اندازه ε خلاء به عنوان یک در نظر گرفته می شود.

اجازه دهید با O- ظرفیت یک خازن خلاء با شکل و اندازه دلخواه. اگر بدون تغییر اندازه، شکل و موقعیت نسبی صفحات خازن، فضای بین صفحات آن با ماده ای با ثابت دی الکتریک پر شود. ε ، سپس ظرفیت خازن افزایش می یابد و به مقدار می رسد

سی=ε C O .

بنابراین، ثابت دی الکتریک یک ماده عددی است که نشان می دهد اگر بدون تغییر اندازه و شکل الکترودهای خازن، فضای بین الکترودها با ماده معینی پر شود، ظرفیت خازن خلاء چند برابر افزایش می یابد. ظرفیت خازن با ابعاد و شکل هندسی معین نسبت مستقیم دارد ε دی الکتریک

مقدار ثابت دی الکتریک در بسیاری از معادلات پایه الکترواستاتیک گنجانده شده است. بله طبق قانون آویزنیروی دافعه متقابل بارهای الکتریکی دو نقطه ای با قدر س 1 و س 2 (واحد بار مطلق) واقع در محیطی با ثابت دی الکتریک ε در فاصله ای از یکدیگر ساعت[سانتی متر] , است:

ثابت دی الکتریک یک کمیت بدون بعد است. برای گازها بسیار نزدیک به 1 است. بنابراین، برای هوا در شرایط عادی ε= 1.00058. برای اکثر مواد عایق الکتریکی مایع و جامد ε – به ترتیب چندین واحد، کمتر ده ها و به ندرت از 100 تجاوز می کند. برخی از مواد از یک کلاس خاص - فروالکتریک - تحت شرایط خاص دارای مقادیر فوق العاده بالایی از ثابت دی الکتریک هستند.

ماهیت فیزیکی پلاریزاسیون

پلاریزاسیون، مانند رسانایی، در اثر حرکت بارهای الکتریکی در فضا ایجاد می شود. تفاوت این دو پدیده:

قطبی شدن باعث تغییر می شود مربوطبا مولکول های خاصی از بارها که نمی توانند فراتر از مرزهای یک مولکول معین بروند، در حالی که رسانایی به دلیل حرکت (رانش) بارهای آزاد است که می توانند در یک دی الکتریک در فاصله نسبتاً زیادی حرکت کنند.

جابجایی پلاریزاسیون - جابجایی الاستیک بارها؛ پس از پایان ولتاژ اعمال شده به دی الکتریک، بارهای جابجا شده تمایل دارند به موقعیت های اولیه خود برگردند، که برای هدایت معمولی نیست.

قطبش یک ماده همگن تقریباً در تمام مولکول های دی الکتریک اتفاق می افتد، در حالی که رسانایی الکتریکی دی الکتریک ها اغلب با وجود مقدار کمی ناخالصی (آلاینده) تعیین می شود.

در حالی که جریان هدایت تا زمانی وجود دارد که یک ولتاژ ثابت از بیرون به دی الکتریک اعمال شود، جریان بایاس (جریان خازنی)تنها زمانی رخ می دهد که ولتاژ مستقیم روشن یا خاموش شود، یا حتی زمانی که مقدار ولتاژ اعمال شده تغییر می کند. برای مدت طولانییک جریان خازنی فقط در دی الکتریک تحت تأثیر وجود دارد ولتاژ متناوب

معمولی ترین انواع پلاریزاسیون الکترونیکی، یونی و دوقطبی هستند.

پلاریزاسیون الکترونیکی- جابجایی مدارهای الکترون نسبت به هسته اتم. پلاریزاسیون الکترونیکی هنگامی که یک میدان الکتریکی خارجی اعمال می شود در زمان بسیار کوتاهی رخ می دهد (حدود 10-15 ثانیه).

پلاریزاسیون یونی(برای دی الکتریک های یونی) - جابجایی نسبت به یکدیگر یون هایی که مولکول را تشکیل می دهند. این قطبش در دوره های طولانی تر از قطبش الکترونیکی اتفاق می افتد، اما همچنین در دوره های بسیار کوتاه - حدود 10-13 ثانیه.

قطبش الکترونیکی و یونی - انواع قطبش تغییر شکل،نشان دهنده تغییر بارها نسبت به یکدیگر در جهت میدان الکتریکی خارجی است.

قطبش دوقطبی (جهت گیری).به چرخش (جهت) مولکول های دوقطبی یک ماده می رسد. این قطبش از نظر عددی در مقایسه با قطبش تغییر شکلی بزرگ است و به طور کامل در بازه های زمانی رخ می دهد که برای مولکول های مواد مختلف متفاوت است، اما به طور قابل توجهی بیشتر از مدت زمان قطبش تغییر شکل است.

واضح است که در دی الکتریک های خنثی فقط قطبش تغییر شکل می تواند رخ دهد. این دی الکتریک ها ثابت دی الکتریک نسبتا پایینی دارند (مثلاً برای هیدروکربن های مایع و جامد ε حدود 1.9-2.8).

جدول 1.1

ثابت دی الکتریک برخی از مواد

دی الکتریک های دوقطبی که در آنها علاوه بر پلاریزاسیون تغییر شکل، پلاریزاسیون جهت گیری نیز مشاهده می شود، مقادیر ثابت دی الکتریک بالاتری نسبت به دی الکتریک های خنثی دارند و در دی الکتریک های دوقطبی، به عنوان مثال، برای آب، ε = 82.

ثابت دی الکتریک یک ماده دوقطبی، به طور کلی، بزرگتر است، هر چه اندازه مولکول (یا وزن مولکولی) کوچکتر باشد. بله، بسیار بزرگ است ε آب به دلیل اندازه بسیار کوچک مولکول آن است.

وابستگی ثابت دی الکتریک به فرکانس.از آنجایی که زمان ایجاد پلاریزاسیون تغییر شکل در مقایسه با زمان تغییر علامت ولتاژ حتی در بالاترین فرکانس های مورد استفاده در الکترونیک رادیویی مدرن بسیار کوتاه است، قطبش دی الکتریک های خنثی در زمانی که می توان به طور کامل برقرار کرد. در مقایسه با نیم چرخه یک ولتاژ متناوب نادیده گرفته شده است. بنابراین، عملاً وابستگی قابل توجهی وجود ندارد ε از فرکانسدی الکتریک های خنثی این کار را نمی کنند.

برای دی الکتریک دوقطبی، با افزایش فرکانس ولتاژ متناوب، مقدار ε در ابتدا نیز بدون تغییر باقی می ماند، اما از یک مشخص شروع می شود فرکانس بحرانی،زمانی که پلاریزاسیون زمان لازم برای تثبیت کامل خود را در یک نیم چرخه نداشته باشد، ε شروع به کاهش می کند و در فرکانس های بسیار بالا به مقادیر مشخصه دی الکتریک های خنثی نزدیک می شود. با افزایش دما، فرکانس بحرانی افزایش می یابد.

به شدت دی الکتریک های ناهمگن،به طور خاص، در دی الکتریک با اجزاء آب، پدیده به اصطلاح بین لایه اینوحقطبی شدن پلاریزاسیون بین لایه ای به تجمع بارهای الکتریکی در سطح مشترک بین دی الکتریک ها کاهش می یابد (در مورد دی الکتریک مرطوب شده، روی سطح آب پخش شده). فرآیندهای ایجاد پلاریزاسیون بین لایه ای بسیار کند است و می تواند در عرض چند دقیقه و حتی ساعت ها انجام شود. بنابراین، افزایش ظرفیت عایق به دلیل مرطوب شدن دومی بیشتر است، هر چه فرکانس ولتاژ متناوب اعمال شده به عایق کمتر باشد.

سروابستگی ثابت دی الکتریک به دمابرای دی الکتریک های خنثی ε به طور ضعیفی به دما بستگی دارد و با افزایش دومی به دلیل انبساط حرارتی ماده کاهش می یابد، یعنی کاهش تعداد مولکول های قطبی پذیر در واحد حجم ماده.

در دی الکتریک های دوقطبی در دماهای پایین، زمانی که ماده دارای ویسکوزیته بالایی است، جهت گیری مولکول های دوقطبی در امتداد میدان در اکثر موارد غیرممکن یا در هر صورت دشوار است. با افزایش دما و کاهش ویسکوزیته، امکان جهت گیری دوقطبی آسان تر می شود و در نتیجه ε به طور قابل توجهی افزایش می یابد. در دماهای بالا، به دلیل افزایش ارتعاشات حرارتی هرج و مرج حرارتی مولکول ها، درجه نظم و ترتیب جهت گیری مولکولی کاهش می یابد که دوباره منجر به کاهش می شود. ε .

در کریستال های با پلاریزاسیون یونی، شیشه ها، چینی و سایر انواع سرامیک با محتوای بالای فاز شیشه ای، ثابت دی الکتریک با افزایش دما افزایش می یابد.

اجسام دی الکتریک

اجسام دی الکتریک

در غیر این صورت، عایق ها، یعنی اجسامی که الکتریسیته را هدایت نمی کنند، رسانا نیستند.

فرهنگ لغت کاملی از کلمات خارجی که در زبان روسی مورد استفاده قرار گرفته اند - Popov M., 1907 .

اجسام دی الکتریک

برق غیر رسانا، عایق ها.

, 1907 .

عایق ها یا بدنه های دی الکتریک

به طور کلی، تمام اجسامی که الکتریسیته را ضعیف هدایت می کنند و برای عایق کاری هادی ها عمل می کنند. به طور خاص، این نام به شیشه یا شیشه های چینی استفاده می شود. روی یک خط تلگراف برای عایق بندی سیم در نقاطی که به قطب ها متصل است.

فرهنگ لغات خارجی موجود در زبان روسی - Pavlenkov F., 1907 .

مشاهده کنید که "اجزای دی الکتریک" در فرهنگ های دیگر چیست:

نامی که مایکل فارادی به اجسامی که الکتریسیته را رسانا نمی‌کنند، یا در غیر این صورت دارای رسانایی ضعیف هستند، داده است، مانند هوا، شیشه، رزین‌های مختلف، گوگرد و غیره. به این گونه اجسام عایق نیز می‌گویند. قبل از تحقیقات فارادی، که در دهه 30 انجام شد... ...

نامی که مایکل فارادی به اجسامی که الکتریسیته نارسانا یا به عبارتی رسانای ضعیف هستند مانند هوا، شیشه، رزین های مختلف، گوگرد و غیره داده است که به این گونه اجسام عایق نیز می گویند. قبل از تحقیقات فارادی در دهه 1930... ... دایره المعارف بروکهاوس و افرون

هادی های ضعیف الکتریسیته و بنابراین برای عایق کاری هادی ها استفاده می شود. فرهنگ لغات کلمات خارجی موجود در زبان روسی. Chudinov A.N., 1910. عایق ها یا بدنه های دی الکتریک به طور کلی، تمام اجسامی که رسانایی ضعیفی دارند... ... فرهنگ لغت کلمات خارجی زبان روسی

موادی که جریان الکتریکی را به خوبی هدایت نمی کنند. اصطلاح "D." (از یونانی diá through و انگلیسی electric electric) توسط M. Faraday (به فارادی مراجعه کنید) برای تعیین موادی که میدان های الکتریکی از طریق آنها نفوذ می کنند معرفی شد. در هر ماده ای...... دایره المعارف بزرگ شوروی

امواج فوق العاده کوتاه- برای اولین بار در درمان شلیفیک استفاده شد. جریان های متناوب مورد استفاده در دیاترمی با فرکانس 800000 تا 1 میلیون نوسان در ثانیه با طول موج 300400 متر در پوسته، جریان هایی با فرکانس 10 ... دایره المعارف بزرگ پزشکی

برقی- 3.45 الکتریکی [الکترونیکی، الکترونیکی قابل برنامه ریزی]؛ E/E/PE (الکتریکی/الکترونیکی/الکترونیکی قابل برنامه ریزی؛ E/E/PE) بر اساس تکنولوژی الکتریکی و/یا الکترونیکی و/یا الکترونیکی قابل برنامه ریزی. منبع… فرهنگ لغت - کتاب مرجع شرایط اسناد هنجاری و فنی

فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون

یکی از شاخه های مطالعه پدیده های الکتریکی که شامل مطالعه توزیع الکتریسیته مشروط به تعادل آن بر روی اجسام و تعیین آن دسته از نیروهای الکتریکی است که در این مورد ایجاد می شود. پایه و اساس E. را کار... ... فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون

الکترودینامیک کلاسیک ... ویکی پدیا

الکترودینامیک کلاسیک میدان مغناطیسی یک سلونوئید الکتریسیته مغناطیس الکترواستاتیک قانون کولن ... ویکی پدیا

کتاب ها

• اصول اساسی فرآیندهای رسوب شیمیایی فیلم ها و ساختارها برای نانوالکترونیک، تیم نویسندگان، این مونوگراف نتایج توسعه فرآیندهای رسوب شیمیایی بخار فیلم های فلزی و دی الکتریک را با استفاده از مواد اولیه فرار غیر سنتی ارائه می دهد. دسته: ادبیات فنی سری: پروژه های یکپارچه سازی SB RAS ناشر: شرکت واحد ایالتی فدرال "انتشارات خانه SB RAS", کتاب الکترونیکی(fb2, fb3, epub, mobi, pdf, html, pdb, lit, doc, rtf, txt)
• کتاب درسی فیزیک حالت جامد برای مهندسین، گورتوف وی، اوساولنکو آر.، کتاب درسی یک ارائه سیستماتیک و در دسترس از درس فیزیک حالت جامد است که شامل عناصر اساسی فیزیک ماده متراکم و کاربردهای آن برای... دسته بندی: