Атом водорода Классическая теория теплоёмкости Дебаевская теория Решётка Браве Проводимость твёрдых тел Проводники, полупроводники и изоляторы Прикладная математика и физика Электромагнитное взаимодействие Первообразная функция Интегрирование Вычислить производную задачи

Лекции по курсу Электротехнические материалыначало

Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры, давления, влажности, напряжения

Характер температурной зависимости диэлектрической проницаемости диэлектриков с различными видами поляризаций часто определяют с помощью температурного коэффициента диэлектрической проницаемости:

Тк = K-1. (19)

Влияние давления на диэлектрическую проницаемость учитывается барическим коэфициентом диэлектрической проницаемости:

Бк = Па-1. (20)

Для линейных диэлектриков Бк, как правило, положителен, т.к. при всестороннем сжатии диэлектрика увеличивается число способных поляризоваться молекул в единице объема. В некоторых полярных жидкостях в зависимости диэлектрической проницаемости от давления наблюдается максимум.

Увлажнение заметно увеличивает гигроскопических диэлектриков, что, в первую очередь, можно объяснить высокими значениями диэлектрической проницаемости воды ( = 81 ). Вместе с тем, при увлажнении уменьшается удельное сопротивление, увеличивается угол диэлектрических потерь и уменьшается электрическая прочность диэлектрика.

Для линейных диэлектриков, используемых главным образом в качестве электрическо изоляции и диэлектрика конденсаторов, диэлектрическая проницаемость в большинстве случаев может считаться практически независящей от напряжения. Сильно выраженная зависимость диэлектрической проницаемости от напряжения, приложенного к диэлектрику, характерна для сегнетоэлектриков.

 

[POL31A]Линейные диэлектрики
Сегнетоэлектрики

 

Диэлектрическая проницаемость смесей

На практике часто используются неоднородные композиционные диэлектрики, представляющие собой смеси двух или более различных веществ - компонентов смеси. К таким материалам относятся многие пластические массы, состоящие из связующего и наполнителей, керамические, волокнистые, пропитанные и непропитанные пористые материалы и т.п.

Для расчета эффективной диэлектрической проницаемости смеси предполагается, что ее отдельные компоненты не вступают друг с другом в химические реакции, т.е. смесь является физической.

 

[Конденсаторы]

Простейшим неоднородным диэлектриком является плоский конденсатор, который можно рассматривать как два параллельно (а) или последовательно (б) соединенных конденсатора с однородными диэлектриками.

Обозначая через y1 и y2 доли объемного содержания (объемные концентрации) первого и второго компонента для рассмотренного случая будем иметь для параллельного соединения:

* = 1 y1 + 2 y2 ; (21)

для последовательного соединения:

* = 12/( y11 + y22) ; (22)

Для более общего случая смеси, состоящей из m компонентов для параллельного соединения:

* = yii ; (23)

для последовательного соединения:

1/* = (yi/i) ;(24)

Для расчета статистической смеси (хаотической, неупорядоченной в пространстве) предложено большое число формул, из которых широкое применение имеет формула Лихтенеккера. Эта формула, носящая название логарифмического закона смещения, для смеси двух компонентов имеет вид:

lg* = y1lg1 + y2lg2 ; (25) а для m компонентов: lg* = yi lgi; (26)

Для "вспененных" материалов (пенопластов, пенокерамики и др.), заполненных большим количеством мелких пор, из последней формулы (считая, что для газов =1, а плотность равна нулю) получается уравнение

lg*= D*/Dт lgт ; (27)

где т и Dт - диэлектрическая проницаемость и плотность сплошного, твердого диэлектрика,

a * и D* - диэлектрическая проницаемость и плотность вспененного материала.

Основные виды поляризации в некоторых газообразных, жидких и твердых диэлектриках

 

Материалдиэлектрическая проницаемостьполярностьвиды поляризации
ГАЗЫ
Воздух1.00058неполярныйэлектронная
Элегаз1.00191неполярныйэлектронная
Аммиак1.0066полярныйэлектронная, дипольная
ЖИДКОСТИ
Кабельное масло МН-42.2неполярныйэлектронная
Бензол2.218Неполярныйэлектронная
Трихлордифенил5.9полярныйэлектронная, дипольная
ТВЕРДЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ
Парафин1.9 - 2.2неполярныйэлектронная
Полистирол2.2 - 2.6неполярныйэлектронная
Орг.стекло4.0полярноеэлектронная, дипольно-релаксационная
Фенолоформальдегидная смола4.5полярнаяэлектронная, дипольно-релаксационная
Каменная соль6.0неполярнаяэлектронная, ионная
Титанат кальция150полярныйэлектронная,ионная, электронно-релаксационная
Сегнетокерамика ВК-320000полярнаяэлектронная,ионная, спонтанная
Бариевое стекло10полярноеэлектронная,ионная, ионно-релаксационная

 

Лекции по курсу Электротехнические материалыначало

Решение задач по физике, электротехнике, математике