Завдання контрольної роботи
1. Перерахувати основні механізми поляризації із зазначенням їх головних особливостей. Наведіть класифікацію діелектриків за видом поляризації. Назвати по 5-6 діелектриків, що відносяться до кожної групи, і вказати значення діелектричної проникності кожного названого діелектрика
2. Пояснити, в чому полягає відмінність між поняттями "тангенс кута діелектричних втрат "і" коефіцієнт діелектричних втрат "
3. Синтетичні і штучні волокна. Їх властивості і області застосування в електропромисловості
4. Описати наступні матеріали: вольфрам, золото, срібло, платину, нікель, кобальт, свинець
5. Трубка з полівінілхлориду має розміри: внутрішній діаметр d 1 = 1,45 мм і зовнішній діаметр d 2 = 4,5 мм. Побудувати графіки залежності діелектричних втрат в температурному діапазоні від Т 1 = -20 0 С до Т 2 = 60 0 С: а) при постійній напрузі U = 1,5 кВ; б) при змінній напрузі U = 1,5 кВ (діюче значення) частотою 50 Гц
1. Перерахувати основні механізми поляризації із зазначенням їх головних особливостей. Наведіть класифікацію діелектриків за видом поляризації. Назвати по 5-6 діелектриків, що відносяться до кожній групі, і вказати значення діелектричної проникності кожного названого діелектрика
Поляризація - обмежене зміщення, пов'язаних зарядів або орієнтація дипольних молекул під дією зовнішнього електричного поля, при цьому всередині діелектрика створюється власне поле, спрямоване в бік суворо протилежну зовнішньому полю.
Основні види поляризації
Величина заряду, накопичена в конденсаторі зі складним діелектриком, обумовлена ​​сумою різних механізмів поляризації, властивих даному діелектрика.
Тому еквівалентної схемою заміщення діелектрика, в якій виявляються різні види поляризації, служить ряд ємностей, включених паралельно джерела живлення (див. рис. 1,1).
В
Малюнок 1.1 - Еквівалентна схема заміщення діелектрика з різними видами поляризації
Заряд і ємність відповідають власним полю електродів, якщо між ними немає діелектрика (вакуум).
- електронна поляризація;
- іонна поляризація;
- електронно-релаксаційна поляризація;
- іонно-релаксаційна поляризація;
- дипольно-релаксаційна поляризація;
- міграційна поляризація;
- спонтанна поляризація (мимовільна);
- узагальнене опір ізоляції діелектрика наскрізного струму витоку.
Електронна поляризація
Електронна поляризація представляє пружне зміщення і деформацію електронних оболонок атомів та іонів. Час встановлення електронної поляризації дуже маленьке і становить с. p> Величина приблизно дорівнює квадрату показника заломлення світла в даному середовищі:
,
де - довідкова величина, встановлена ​​для кожного матеріалу.
Зсув і деформація електронних оболонок атомів та іонів, як явище, не залежить від температури нагріву діелектрика. Однак, з підвищенням температури у зв'язку з температурним розширенням щільність матеріалу зменшується, число часток в одиниці об'єму зменшується і здатність до поляризації також зменшується (див. рис. 7.9).
В
Малюнок 1.2 - Температурна залежність для електронної поляризації
Найбільш різкі зміни діелектричної проникності від температури характерні діелектриків (твердим і рідким) при досягненні температури фазового переходу (з твердого в рідкий, см. рис. 1.2; з рідкого в газоподібний). p> Температурна залежність характеризується температурним коефіцієнтом:
, 1/К
Температурний коефіцієнт може бути як позитивним, так і негативним, наприклад, для парафіну негативний (Див. рис. 1.2). p> Електронна поляризація в чистому вигляді спостерігається в нейтральних діелектриках.
Дуже важливо знати поведінка діелектрика і зміна діелектричної проникності в змінних полях з частотою, що змінюється. Для електронної поляризації характерним є те, що діелектрична проникність не залежить від частоти зміни поля (див. рис. 1.3). Це пояснюється тим, що час встановлення поляризації дуже мало. br/>В
Малюнок 1.3 - Частотна залежність для діелектриків з чисто електронної поляризацією
Електронна поляризація спостерігається у всіх видів діелектриків, і не пов'язана з розсіюванням енергії.
Іонна поляризація
Іонна поляризація характерна для твердих діелектриків з іонним будовою, і обумовлюється пружним зсувом іонів на відстані менші постійної грати.
Спостерігається в речовинах кристалічної будови з щільною упаковкою іонів. Час встановлення поляризації мало і складає с.
Із збільшенням температури поляризація зростає, оскільки температурне розширення, видаляючи іони, один від одного послаблює діють між ними пружні сили, тобто для іонних сполук характерний позит...
