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

 

Единицы измерения емкости в системах СИ и СГСЭ

Для практических расчетов заряда и емкости, когда наряду с системой СИ используются единицы системы СГСЭ, оказываются полезны соотношения между единицами в разных системах и дольными единицами. В системе СИ напряжение U выражается в вольтах (В), заряд Q(q) - кулонах (Кл), емкость С - в фарадах (Ф). Из формулы (6) следует, что Ф = Кл/В = А.с/В = с/Ом. Соотношения между единицами емкости:

1 Ф = 106 мкФ = 1012 пФ = 9.1011 см;
1 мкФ = 10-6 Ф = 106 пФ = 9.105 см;
1 пФ = 10-12 Ф = 10-6 мкФ = 0,9 см.

Пример. Найти емкость в пФ участка плоской изоляции из полиэтиленовой пластины толщиной d = 1 мм; площадь электродов S = 100 см2, диэлектрическая проницаемость [Epsilon] = 2,4. Емкость С находим по формуле С = [Epsilon]o.[Epsilon].S/d

С=8.854.2.4.100.10-2/(1.10-3)=21250 пФ

 

Классификация диэлектриков на неполярные, полярные и с ионной структурой

Для установления механизмов поляризации диэлектриков, что важно для правильного практического использования диэлектриков, необходимо, прежде всего, уяснить взаимосвязь способности веществ к поляризации с их химической природой. В связи с этим следует упомянут имена двух ученых - П.И.Вальдена и П.Дебая, в работах которых (1910 и 1912 гг.) впервые рассматривалось влияние химической природы вещества на процесс диэлектрической поляризации.

В настоящее время принято разделение линейных диэлектриков по механизмам поляризации молекул. Эта классификация исключительно важна при изучении как электрических, так и общих физико-химических свойств диэлектриков.

[Неполярные соединения]

Неполярные диэлектрики (нейтральные) - состоят из неполярных молекул, у которых центры тяжести положительного и отрицательного зарядов совпадают. Следовательно, неполярные молекулы не обладают электрическим моментом и их электрический момент

p = q.l = 0

 

Вещество
p,.10-30Кл.м
Иодистый калий23
Фенол5.2
Нитробензол5.1
Ацетон9.7
Хлорид олова17
Вода6.1

Примером практически неполярных диэлектриков, применяемых в качестве электроизоляционных, являются углеводородные материалы,нефтяные электроизоляционные масла, полиэтилен, полистирол и др. Но при замещении в неполярных полимерах некоторой части водородных атомов другими атомами или неуглеводородными радикалами получаются полярные вещества. При определении полярности вещества по химической формуле следует учитывать пространственное строение молекул. Значения дипольных моментов некоторых полярных веществ (по Б.М.Тарееву) приведены таблице.

 

[Полярные соединения]

Полярные диэлектрики (дипольные) - состоят из полярных молекул, обладающих электрическим моментом. В таких молекулах из-за их асимметричного строения центры масс положительных и отрицательных зарядов не совпадают.

К полярным диэлектрикам относятся фенолоформальдегидные и эпоксидные смолы, кремнийорганические соединения, хлорированные углеводороды и др.

 

Лекции по курсу Электротехнические материалыначало

Решение задач по физике, электротехнике, математике