Dielektrikum ist ein Material oder eine Substanz, die elektrischen Strom praktisch nicht überträgt. Diese Leitfähigkeit ist auf die geringe Anzahl von Elektronen und Ionen zurückzuführen. Diese Partikel werden in einem nichtleitenden Material nur dann gebildet, wenn Hochtemperatureigenschaften erreicht werden. Was ein Dielektrikum ist und was in diesem Artikel besprochen wird.
Beschreibung
Jeder elektronische oder Funkleiter, Halbleiter oder geladene Dielektrikum leitet einen elektrischen Strom durch sich selbst, aber die Besonderheit eines Dielektrikums besteht darin, dass selbst bei einer Hochspannung über 550 V ein kleiner Strom darin fließt. Ein elektrischer Strom in einem Dielektrikum ist die Bewegung geladener Teilchen in eine bestimmte Richtung (er kann positiv oder negativ sein).
Strömungsarten
Die elektrische Leitfähigkeit von Dielektrika basiert auf:
- Absorptionsströme - ein Strom, der in einem Dielektrikum mit konstantem Strom fließt, bis er einen Gleichgewichtszustand erreicht, wobei er die Richtung ändert, wenn er eingesch altet wird und wenn Spannung daran angelegt wird und wenn er ausgesch altet wird. Bei Wechselstrom ist die Spannung im Dielektrikum während der Einwirkung eines elektrischen Feldes ständig vorhanden.
- Elektronische Leitfähigkeit - die Bewegung von Elektronen unter dem Einfluss eines Feldes.
- Ionische elektrische Leitfähigkeit - ist die Bewegung von Ionen. Es kommt in Elektrolytlösungen vor - Salzen, Säuren, Alkalien sowie in vielen Dielektrika.
- Die elektrische Leitfähigkeit von Molionen ist die Bewegung geladener Teilchen, die Molionen genannt werden. Es kommt in kolloidalen Systemen, Emulsionen und Suspensionen vor. Das Phänomen der Molionenbewegung in einem elektrischen Feld nennt man Elektrophorese.
Dämmstoffe werden nach Aggregatzustand und chemischer Natur eingeteilt. Die ersten werden in fest, flüssig, gasförmig und erstarrend unterteilt. Chemisch werden sie in organische, anorganische und elementorganische Materialien unterteilt.
Elektrische Leitfähigkeit von Dielektrika nach Aggregatzustand:
- Elektrische Leitfähigkeit von Gasen. Gasförmige Stoffe haben eine eher geringe Stromleitfähigkeit. Es kann in Gegenwart von freien geladenen Teilchen auftreten, die durch den Einfluss externer und interner, elektronischer und ionischer Faktoren entstehen: Röntgenstrahlen und radioaktive Spezies, Kollision von Molekülen und geladenen Teilchen, thermische Faktoren.
- Elektrische Leitfähigkeit eines flüssigen Dielektrikums. Abhängigkeitsfaktoren: Molekularstruktur, Temperatur, Verunreinigungen, Vorhandensein großer Ladungen von Elektronen und Ionen. Die elektrische Leitfähigkeit flüssiger Dielektrika hängt weitgehend von der Anwesenheit von Feuchtigkeit und Verunreinigungen ab. Die elektrische Leitfähigkeit polarer Substanzen wird sogar mit Hilfe einer Flüssigkeit mit dissoziierten Ionen erzeugt. Beim Vergleich von polaren und unpolaren Flüssigkeiten gilt:Erstere haben einen klaren Vorteil in der Leitfähigkeit. Wenn die Flüssigkeit von Verunreinigungen gereinigt wird, trägt dies zu einer Verringerung ihrer Leitfähigkeitseigenschaften bei. Mit zunehmender Leitfähigkeit einer flüssigen Substanz und ihrer Temperatur nimmt ihre Viskosität ab, was zu einer Erhöhung der Ionenmobilität führt.
- Feste Dielektrika. Ihre elektrische Leitfähigkeit wird als Bewegung geladener dielektrischer Teilchen und Verunreinigungen bestimmt. In starken elektrischen Stromfeldern wird elektrische Leitfähigkeit festgestellt.
Physikalische Eigenschaften von Dielektrika
Wenn der spezifische Widerstand des Materials weniger als 10-5 Ohmm beträgt, können sie Leitern zugeschrieben werden. Wenn mehr als 108 Ohmm - zu Dielektrika. Es gibt Fälle, in denen der spezifische Widerstand um ein Vielfaches größer ist als der Widerstand des Leiters. Im Intervall 10-5-108 Ohmm befindet sich ein Halbleiter. Metallmaterial ist ein ausgezeichneter elektrischer Stromleiter.
Aus dem gesamten Periodensystem gehören nur 25 Elemente zu den Nichtmetallen, und 12 von ihnen werden vielleicht die Eigenschaften eines Halbleiters haben. Aber natürlich gibt es neben den Stoffen der Tabelle noch viele weitere Legierungen, Zusammensetzungen oder chemische Verbindungen mit der Eigenschaft eines Leiters, Halbleiters oder Dielektrikums. Darauf basierend ist es schwierig, eine bestimmte Grenze zwischen den Werten verschiedener Substanzen mit ihren Widerständen zu ziehen. Beispielsweise verhält sich ein Halbleiter mit einem reduzierten Temperaturfaktor wie ein Dielektrikum.
Bewerbung
Die Verwendung von nichtleitenden Materialien ist sehr umfangreich, da es sich um eine der am häufigsten verwendeten Sorten handeltelektrische Bauteile. Es hat sich gezeigt, dass sie dank der Eigenschaften in aktiver und passiver Form verwendet werden können.
In einer passiven Form werden die Eigenschaften von Dielektrika für den Einsatz in Elektroisolierstoffen genutzt.
In ihrer aktiven Form werden sie in Ferroelektrika sowie in Materialien für Emitter der Lasertechnik eingesetzt.
Basisdielektrika
Häufige Arten sind:
- Glas.
- Gummi.
- Öl.
- Asph alt.
- Porzellan.
- Quarz.
- Air.
- Diamant.
- Sauberes Wasser.
- Kunststoff.
Was ist ein flüssiges Dielektrikum?
Polarisation dieser Art tritt im elektrischen Stromfeld auf. Flüssige nichtleitende Stoffe werden in der Technik zum Vergießen oder Imprägnieren von Materialien verwendet. Es gibt 3 Klassen von flüssigen Dielektrika:
Erdöle sind niedrigviskos und meist unpolar. Sie werden häufig in Hochspannungsgeräten verwendet: Transformatoröl, Hochspannungswasser. Transformatorenöl ist ein unpolares Dielektrikum. Kabelöl hat Anwendung bei der Imprägnierung von isolierenden Papierdrähten mit einer Spannung von bis zu 40 kV sowie von Beschichtungen auf Metallbasis mit einer Stromstärke von mehr als 120 kV gefunden. Transformatorenöl hat eine sauberere Struktur als Kondensatorenöl. Diese Art von Dielektrikum ist trotz der hohen Kosten im Vergleich zu analogen Substanzen und Materialien in der Produktion weit verbreitet.
Was ist ein synthetisches Dielektrikum? Derzeit ist es aufgrund seiner hohen Toxizität fast überall verboten, da es auf der Basis von Chlorkohle hergestellt wird. Ein flüssiges Dielektrikum auf Basis von organischem Silizium ist sicher und umweltfreundlich. Dieser Typ verursacht keinen Metallrost und hat die Eigenschaften einer geringen Hygroskopizität. Es gibt ein verflüssigtes Dielektrikum, das eine fluororganische Verbindung enthält, die besonders wegen ihrer Nichtentflammbarkeit, thermischen Eigenschaften und oxidativen Stabilität beliebt ist.
Und die letzte Sorte sind Pflanzenöle. Sie sind schwach polare Dielektrika, dazu gehören Leinsamen, Rizinus, Tung, Hanf. Rizinusöl wird stark erhitzt und wird in Papierkondensatoren verwendet. Der Rest der Öle wird verdampft. Die Verdunstung in ihnen wird nicht durch natürliche Verdunstung verursacht, sondern durch eine chemische Reaktion namens Polymerisation. Wird aktiv in Lacken und Farben verwendet.
Schlussfolgerung
Der Artikel hat ausführlich besprochen, was ein Dielektrikum ist. Verschiedene Arten und ihre Eigenschaften wurden erwähnt. Um die Subtilität ihrer Eigenschaften zu verstehen, müssen Sie natürlich den Abschnitt über Physik über sie eingehender studieren.
