ความแรงไดอิเล็กตริกของไดอิเล็กตริกคืออะไร? มาพยายามทำความเข้าใจคำศัพท์นี้เพื่อระบุคุณสมบัติของตัวบ่งชี้นี้
คำจำกัดความ
ไดอิเล็กทริกคือสารที่นำไฟฟ้าได้ไม่ดีหรือไม่สมบูรณ์ ค่าความหนาแน่นของสารตัวพาประจุ (อิเล็กตรอน) ดังกล่าว ไม่เกิน 108 ชิ้นต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ลักษณะสำคัญของวัสดุฉนวนไฟฟ้าคือความสามารถในการโพลาไรซ์ในสนามภายนอก ไดอิเล็กทริกรวมถึงสารที่เป็นแก๊ส เรซินต่างๆ แก้ว และวัสดุโพลีเมอร์ ฉนวนเคมีบริสุทธิ์คือน้ำ
ลักษณะอิเล็กทริก
กลุ่มนี้รวมถึงไพโรอิเล็กทริก เฟอร์โรอิเล็กทริก รีแลกซ์เซอร์ เพียโซอิเล็กทริก คุณสมบัติแบบพาสซีฟและแอคทีฟของวัสดุดังกล่าวถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในเทคโนโลยีสมัยใหม่ ดังนั้นเราจะพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติม
ฉนวนกันไฟฟ้าจะถูกนำมาใช้ในตัวเก็บประจุทั่วไป
วัสดุฉนวนไฟฟ้าคือไดอิเล็กตริกที่ไม่ยอมสูญเสียประจุไฟฟ้า ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาจึงเป็นไปได้ที่จะแยกวงจรไฟฟ้าออกจากกันซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์จากชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ในสถานการณ์เช่นนี้การอนุญาติไม่มีบทบาทพิเศษ
ไดอิเล็กทริกแบบแอคทีฟ (แบบควบคุม) คือ pyroelectrics, ferroelectrics, electroluminophores, วัสดุสำหรับบานประตูหน้าต่างและตัวปล่อยในเทคโนโลยีเลเซอร์
ความต้องการวัสดุอิเล็กทริกเพิ่มขึ้นทุกปี เหตุผลก็คือการเพิ่มขีดความสามารถของผู้ประกอบการอุตสาหกรรมและสถาบันการค้า
นอกจากนี้ อุปสงค์ที่เพิ่มขึ้นสำหรับไดอิเล็กทริกสามารถอธิบายได้ด้วยการเพิ่มจำนวนการสื่อสารและเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ
ในเทคโนโลยี ความแรงทางไฟฟ้าของฉนวนมีความสำคัญเป็นพิเศษ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจัดเรียงตัวของโมเลกุลและอะตอมในตาข่ายคริสตัล
การจำแนก
ภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน วัสดุอิเล็กทริกสามารถแสดงลักษณะฉนวนที่แตกต่างกัน ซึ่งกำหนดขอบเขตของการใช้งาน ตัวอย่างเช่น ความเป็นฉนวนเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ
วัสดุฉนวนไฟฟ้าอินทรีย์และอนินทรีย์จะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับโครงสร้าง
ในขณะที่อุตสาหกรรมไฟฟ้าพัฒนาขึ้น การผลิตวัสดุไดอิเล็กทริกจากแร่ธาตุก็เช่นกัน เมื่อเร็วๆ นี้เทคโนโลยีได้รับการปรับปรุงอย่างมากจนสามารถลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก ส่งผลให้ไดอิเล็กทริกจากแร่มาแทนที่สารเคมีและวัสดุธรรมชาติ
วัสดุอิเล็กทริกแร่
สารประกอบดังกล่าวได้แก่:
- ติดตั้ง,อัลคาไลน์,โคมไฟ,ตัวเก็บประจุแก้วประกอบด้วยส่วนผสมของออกไซด์ต่างๆ เมื่อทำออกไซด์ของอะลูมิเนียม แคลเซียม ซิลิกอน ความแข็งแรงทางไฟฟ้าของวัสดุจะเพิ่มขึ้น
- เคลือบแก้วเป็นวัสดุที่ใช้เคลือบชั้นบางๆ กับพื้นผิวโลหะ
- ไกด์นำแสงซึ่งเป็นไฟเบอร์กลาสชนิดพิเศษนำแสง
- เซรามิกส์.
- ไมกา
- ใยหิน
ถึงแม้จะมีวัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้าที่หลากหลาย แต่ก็ไม่สามารถแทนที่ไดอิเล็กตริกด้วยอีกอันได้
ความแข็งแรงทางไฟฟ้าของฉนวนเป็นคุณสมบัติที่สำคัญ แต่ไม่ใช่สิ่งเดียวที่ต้องใส่ใจเมื่อเลือกวัสดุดังกล่าว
ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับคุณสมบัติทางความร้อน ทางกล ทางกายภาพและทางเคมีอื่นๆ ซึ่งรวมถึงความสามารถในการแปรรูป ต้นทุน และความพร้อมของวัสดุประเภทต่างๆ
ตรวจสอบความแรงทางไฟฟ้าของฉนวนเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยสูงสุดของการทำงานของเครื่องมือและอุปกรณ์
น้ำมันปิโตรเลียมที่เป็นฉนวนไฟฟ้า
น้ำมันหม้อแปลงที่ใช้กับหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง มีการกระจายสูงสุดในด้านวิศวกรรมไฟฟ้าระหว่างวัสดุที่เป็นฉนวนของเหลว พวกเขาเติมรูพรุนในฉนวนเส้นใย ระยะห่างระหว่างขดลวด เพิ่มความเป็นฉนวนของฉนวน ส่งเสริมการกำจัดความร้อน นอกจากนี้ น้ำมันหม้อแปลงยังถูกใช้อย่างแข็งขันในเบรกเกอร์วงจรน้ำมันแรงสูง ในอุปกรณ์ดังกล่าวระหว่างความแตกต่างหน้าสัมผัสของสวิตช์จะหักอาร์คไฟฟ้าซึ่งเป็นผลมาจากการที่ช่องอาร์คเย็นและดับอย่างรวดเร็ว เพื่อให้ได้น้ำมันฉนวนไฟฟ้าจากแร่ปิโตรเลียม น้ำมันจะถูกใช้ ทำการกลั่นแบบทีละขั้นโดยแยกเป็นขั้นๆ ของเศษส่วนในแต่ละขั้นตอน และการทำให้บริสุทธิ์อย่างละเอียดจากสิ่งสกปรกด้วยกรดซัลฟิวริก ตามด้วยการซักและตากให้แห้ง
ความแรงทางไฟฟ้าของน้ำมันดังกล่าวเป็นค่าที่ไวต่อความชื้นมาก แม้จะมีส่วนผสมของน้ำเล็กน้อยในน้ำมัน แต่ปริมาณทางกายภาพนี้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า หยดน้ำอิมัลซิไฟเออร์จะถูกดูดเข้าไปในบริเวณที่ความแรงของสนามมีค่าสูงสุด อันเป็นผลมาจากการแยกย่อยออกมา
ด้วยกำลังไฟฟ้าที่ลดลงอย่างรวดเร็ว ไม่เพียงประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำเท่านั้น แต่ยังมีสิ่งเจือปนที่เป็นเส้นใยอีกด้วย พวกมันดูดซับน้ำซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อลักษณะทางไฟฟ้าของอิเล็กทริกเหลว
น้ำมันเคเบิล
ใช้ในการผลิตสายไฟ เมื่อฉนวนกระดาษเคลือบด้วยน้ำมัน การกำจัดการสูญเสียความร้อนจะเพิ่มขึ้น
น้ำมันเคเบิลมีหลายประเภท ตัวอย่างเช่นสำหรับการเคลือบสายไฟของอลูมิเนียมและปลอกตะกั่วจะใช้น้ำมันของแบรนด์ KM-25 ซึ่งมีความหนืดจลนศาสตร์อย่างน้อย 23 มิลลิเมตรต่อวินาทีจุดเทไม่เกิน 1,000 องศา เพื่อเพิ่มความหนืดของน้ำมันให้เติมขัดสนหรือสารเพิ่มความข้นสังเคราะห์
ก่อนใช้ไดอิเล็กตริก ให้ทดสอบความเป็นฉนวนของฉนวนก่อน
ไดอิเล็กทริกสังเคราะห์เหลว
วัสดุฉนวนไฟฟ้าเหล่านี้เหนือกว่าน้ำมันปิโตรเลียมในบางแง่มุม พวกเขามีแนวโน้มที่จะอายุไฟฟ้าซึ่งส่งผลเสียต่อคุณสมบัติภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าที่มีความเข้มเพิ่มขึ้น
เพื่อจัดการกับปัญหานี้ ตัวเก็บประจุจะถูกชุบด้วยไดอิเล็กตริกเหลวแบบมีขั้ว
การตรวจสอบความแรงของไฟฟ้าเป็นมาตรการบังคับเพื่อเลือกชนิดของฉนวนที่มีประสิทธิภาพสูงสุด
คลอรีนไฮโดรคาร์บอน
พวกมันได้มาจากไฮโดรคาร์บอนหลายชนิดโดยแทนที่ไฮโดรเจนอะตอมหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าด้วยคลอรีน ชนิดที่พบมากที่สุดของไดอิเล็กตริกดังกล่าวคือคลอรีนไบฟีนิล มีความหนืดสูงมีคุณสมบัติหลักที่สอดคล้องกับ GOST ความแข็งแรงทางไฟฟ้าของฉนวนนี้สูงกว่าน้ำมันปิโตรเลียมที่ไม่มีขั้วชนิดอื่นๆ ดังนั้นเมื่อใช้งาน ปริมาตรของตัวเก็บประจุจึงลดลงเกือบครึ่งหนึ่ง ในบรรดาข้อดีของคลอรีนไบฟีนิล เราเน้นย้ำถึงความสามารถในการเผาไหม้ไม่ได้ และข้อเสียคือความเป็นพิษและราคาสูง
ในบรรดาวัสดุในประเทศราคาไม่แพงที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม เราเน้นที่ส่วนผสมของไอโซบิวทีนและไอโซเมอร์ (octol) ที่ได้จากการแตกร้าวของน้ำมัน
ฉนวนธรรมชาติ
ขัดสน,ซึ่งเป็นเรซินเปราะที่ได้จากเรซิน มีกรดอินทรีย์อยู่ในองค์ประกอบ ละลายได้ดีในน้ำมันปิโตรเลียมและใช้เป็นส่วนประกอบในการปิดผนึกและชุบสายเคเบิล
น้ำมันพืชบาง ๆ ตกลงมาบนพื้นผิวของวัสดุทำให้เกิดฟิล์มบาง ๆ เพิ่มคุณสมบัติการเป็นฉนวนของชิ้นส่วน
สาเหตุของการสูญเสียความแรงทางไฟฟ้า
ในไดอิเล็กทริกที่ใช้ในทางปฏิบัติมีค่าใช้จ่ายฟรี เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ ค่าการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากมีประจุเพียงเล็กน้อย ลูกถ้วยจึงผ่านการทดสอบนี้สำเร็จ ความแข็งแรงทางไฟฟ้าของฉนวนเป็นตัวกำหนดพื้นที่หลักของการใช้งานในอุตสาหกรรม
ฉนวนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการแยกกระแสไฟฟ้า การควบคุมอุณหภูมิ ความแรงของสนามไฟฟ้า ลักษณะอื่นๆ ที่อุปกรณ์และอุปกรณ์มี
หากใช้เพียโซอิเล็กทริกเป็นไดอิเล็กตริกในตัวเก็บประจุ มันจะเปลี่ยนลักษณะเชิงเส้นของมันภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าสลับ กลายเป็นเครื่องกำเนิดการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิก
สรุป
เทคโนโลยีและคุณสมบัติของการทำงานของอุปกรณ์วิทยุ-อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้ากำหนดข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับพารามิเตอร์ของวัสดุอิเล็กทริก
ฉนวนที่ใช้ในทางปฏิบัติจะมีปริมาตรอิเล็กตรอนน้อย ดังนั้นที่แรงดันคงที่ พวกมันจะผ่านกระแสต่ำสุดที่เรียกว่ากระแสรั่ว
ถ้าไฟขึ้นนำไปใช้กับฉนวนค่าความแรงของสนามในอิเล็กทริกจะเกินค่าที่แน่นอนฉนวนจะสูญเสียคุณสมบัติฉนวนไฟฟ้า
กระแสไฟที่ไหลผ่านฉนวนเพิ่มขึ้นและความต้านทานลดลง ทำให้อิเล็กโทรดลัดวงจร
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าสลายไดอิเล็กตริก ในกรณีที่แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับไดอิเล็กตริกถึงค่าวิกฤต กระแสไฟผ่านจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แรงดันไฟฟ้าบนอิเล็กโทรดจะลดลง อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ความต้านทานไฟฟ้าของฉนวนจะลดลง
ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของการแยกพลังงานและพลังงาน ประกายไฟเกิดขึ้นหลังจากการสลาย ซึ่งนำไปสู่การหลอมเหลว การเผาไหม้ การแตกร้าว และการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ทั้งในไดอิเล็กตริกและอิเล็กโทรด
วัสดุฉนวนไฟฟ้าที่เลือกสรรมาอย่างดี คุณจึงมั่นใจได้ว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์ทางเทคนิคจะใช้งานได้อย่างราบรื่น