قدرت دی الکتریک دی الکتریک چقدر است؟ بیایید سعی کنیم این اصطلاح را درک کنیم تا ویژگی های این شاخص را شناسایی کنیم.
تعریف
دی الکتریک ها موادی هستند که الکتریسیته را به خوبی یا به طور کامل هدایت نمی کنند. مقدار چگالی در چنین ماده ای از حامل های بار (الکترون ها) از 108 قطعه در سانتی متر مکعب تجاوز نمی کند. ویژگی اصلی مواد عایق الکتریکی توانایی آنها در قطبش در یک میدان خارجی است. دی الکتریک ها شامل مواد گازی، رزین های مختلف، شیشه و مواد پلیمری هستند. عایق شیمیایی خالص آب است.
ویژگی های دی الکتریک
این گروه شامل پیرو الکتریک، فروالکتریک، شل کننده، پیزوالکتریک است. خواص غیرفعال و فعال چنین موادی به طور فعال در فناوری مدرن استفاده می شود، بنابراین ما در مورد آنها با جزئیات بیشتر صحبت خواهیم کرد.
خواص غیرفعال عایق ها زمانی اعمال می شود که در خازن های معمولی استفاده می شوند.
مواد عایق الکتریکی دی الکتریک هایی هستند که اجازه اتلاف بارهای الکتریکی را نمی دهند. با کمک آنها می توان مدارهای الکتریکی را از یکدیگر جدا کرد، قطعات دستگاه ها را از قطعات رسانا جدا کرد. در چنین مواقعیاجازه دادن نقش خاصی ندارد.
دی‌الکتریک‌های فعال (کنترل‌شده) عبارتند از پیرالکتریک‌ها، فروالکتریک‌ها، الکترولومینوفورها، مواد برای دریچه‌ها و تابش‌کننده‌ها در فناوری لیزر.
تقاضا برای مواد دی الکتریک هر سال در حال افزایش است. دلیل آن افزایش ظرفیت بنگاه های صنعتی و موسسات تجاری است.
علاوه بر این، افزایش تقاضا برای دی الکتریک را می توان با افزایش تعداد ارتباطات و وسایل برقی مختلف توضیح داد.
در فناوری، استحکام الکتریکی عایق ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است که با آرایش مولکول ها و اتم ها در شبکه کریستالی مرتبط است.
طبقه بندی
در شرایط مختلف، ماده دی الکتریک می تواند ویژگی های عایق متفاوتی را از خود نشان دهد که دامنه کاربرد آن را تعیین می کند. برای مثال، قدرت دی الکتریک با دما تغییر می کند.
بسته به ساختار، مواد عایق الکتریکی آلی و معدنی از هم متمایز می شوند.
همانطور که صنعت برق توسعه یافت، تولید مواد دی الکتریک از مواد معدنی نیز رشد کرد. این فناوری اخیراً به قدری پیشرفت کرده است که امکان کاهش قابل توجه هزینه های تولید فراهم شده است، در نتیجه دی الکتریک های معدنی جایگزین مواد شیمیایی و طبیعی شده اند.
مواد دی الکتریک معدنی
این گونه ترکیبات عبارتند از:
- نصب، قلیایی، لامپ،شیشه های خازن، متشکل از مخلوطی از اکسیدهای مختلف. هنگام ساخت اکسیدهای آلومینیوم، کلسیم، سیلیکون، استحکام الکتریکی مواد افزایش می یابد.
- لعاب های شیشه ای موادی هستند که در آنها یک لایه نازک مینا روی سطح فلزی اعمال می شود.
- راهنماهای نور، که نوع خاصی از فایبرگلاس رسانای نور هستند.
- اقلام سرامیکی.
- میکا.
- آزبست.
با وجود چنین مواد عایق الکتریکی بسیار متنوعی، جایگزین کردن یک دی الکتریک با دی الکتریک دیگر همیشه امکان پذیر نیست.
استحکام الکتریکی عایق یک ویژگی مهم است، اما تنها چیزی نیست که در انتخاب چنین موادی باید به آن توجه کرد.
همچنین توجه ویژه ای به خواص حرارتی، مکانیکی، سایر خواص فیزیکی و شیمیایی، از جمله توانایی در انواع مختلف پردازش، هزینه، در دسترس بودن مواد می شود.
بررسی مقاومت الکتریکی عایق به منظور اطمینان از حداکثر ایمنی عملکرد ابزارها و دستگاه ها انجام می شود.
روغن های نفتی عایق الکتریکی
روغن ترانسفورماتور که برای ترانسفورماتورهای قدرت استفاده می شود، بیشترین توزیع را در مهندسی برق در بین مواد عایق مایع دارد. آنها منافذ در عایق فیبری را پر می کنند، فاصله بین سیم پیچ ها، استحکام دی الکتریک عایق را افزایش می دهد، باعث حذف گرما می شود. علاوه بر این، روغن ترانسفورماتور به طور فعال در قطع کننده های مدار روغن ولتاژ بالا استفاده می شود. در چنین دستگاه هایی، بین واگراکنتاکت های سوئیچ قوس الکتریکی را می شکنند و در نتیجه کانال قوس به سرعت خنک و خاموش می شود. برای به دست آوردن روغن های عایق الکتریکی معدنی نفت، از روغن استفاده می شود، تقطیر مرحله ای آن با جداسازی مرحله ای یک کسری در هر مرحله و خالص سازی دقیق از ناخالصی ها با اسید سولفوریک و سپس شستشو و خشک کردن انجام می شود.
قدرت الکتریکی چنین روغنی مقداری است که به رطوبت بسیار حساس است. حتی با یک مخلوط جزئی آب در روغن، کاهش قابل توجهی در این کمیت فیزیکی مشاهده می شود. تحت تأثیر میدان الکتریکی، قطرات آب امولسیون شده به مکانهایی کشیده می شود که قدرت میدان دارای حداکثر مقدار است و در نتیجه شکستگی ایجاد می شود.
با کاهش شدید قدرت الکتریکی روغن، نه تنها مولکول های آب، بلکه ناخالصی های فیبری نیز دارد. آنها آب را جذب می کنند که به طور قابل توجهی بر ویژگی های الکتریکی دی الکتریک مایع تأثیر می گذارد.
روغن کابل
در تولید کابل های برق استفاده می شود. هنگامی که عایق کاغذ آنها با روغن آغشته می شود، حذف تلفات حرارتی افزایش می یابد.
روغن های کابل انواع مختلفی دارند. به عنوان مثال، برای آغشته کردن کابل های برق از غلاف آلومینیوم و سرب، از روغن با نام تجاری KM-25 استفاده می شود که دارای ویسکوزیته سینماتیکی حداقل 23 میلی متر در ثانیه، نقطه ریزش بیش از 1000 درجه است. به منظور افزایش ویسکوزیته روغن، رزین را به آن اضافه می کنند یاغلیظ کننده مصنوعی.
قبل از استفاده از دی الکتریک، استحکام دی الکتریک عایق را آزمایش کنید.
دی الکتریک مصنوعی مایع
این مواد عایق الکتریکی از برخی جهات نسبت به روغن های نفتی برتری دارند. آنها تمایل به پیری الکتریکی دارند که تأثیر منفی بر خواص تحت تأثیر میدان الکتریکی با شدت افزایش یافته دارد.
برای مقابله با این مشکل، خازن ها با دی الکتریک مایع قطبی آغشته می شوند.
بررسی مقاومت الکتریکی یک اقدام اجباری برای انتخاب موثرترین نوع عایق است.
هیدروکربن های کلردار
آنها از هیدروکربن های مختلف با جایگزینی یک یا چند اتم هیدروژن با کلر به دست می آیند. رایج ترین نوع این دی الکتریک ها بی فنیل کلردار است. ویسکوزیته بالایی دارد، دارای ویژگی های اصلی مربوط به GOST است. قدرت الکتریکی این عایق نسبت به سایر روغن های نفتی غیر قطبی بیشتر است، بنابراین در هنگام استفاده از آن حجم خازن تقریباً به نصف می رسد. در میان مزایای بی فنیل های کلر، غیر قابل احتراق بودن آنها را برجسته می کنیم و معایب آن سمیت و هزینه بالا است.
در میان مواد ارزان قیمت داخلی با ویژگی های عایق عالی، ما مخلوطی از ایزوبوتن و ایزومرهای آن (اکتول) را که در نتیجه ترک خوردگی روغن به دست می آید، برجسته می کنیم.
عایق های طبیعی
Rosin,که رزین شکننده ای است که از رزین به دست می آید، در ترکیب خود حاوی اسیدهای آلی است. این به خوبی در روغن های نفتی حل می شود و به عنوان آب بندی و اشباع کننده ترکیبات کابل استفاده می شود.
لایه نازکی از روغن نباتی که روی سطح ماده می افتد، یک لایه نازک تشکیل می دهد و ویژگی های عایق بخشی را افزایش می دهد.
علل کاهش قدرت الکتریکی
در دی الکتریک هایی که در عمل استفاده می شوند، هزینه های رایگان وجود دارد. با حرکت الکترون ها، هدایت الکتریکی افزایش می یابد. از آنجایی که هزینه های کمی وجود دارد، مقره ها این آزمایش را با موفقیت پشت سر می گذارند. قدرت الکتریکی مقره ها زمینه های اصلی کاربرد صنعتی آنها را تعیین می کند.
عایق برای جداسازی جریان، کنترل دما، قدرت میدان الکتریکی، سایر ویژگی هایی که دستگاه ها و دستگاه ها دارند لازم است.
اگر یک پیزوالکتریک به عنوان دی الکتریک در خازن استفاده شود، ویژگی های خطی خود را تحت تأثیر ولتاژ متناوب تغییر می دهد و به مولد ارتعاشات اولتراسونیک تبدیل می شود.
نتیجه گیری
فناوری و ویژگی های عملکرد تجهیزات رادیو الکترونیکی و الکتریکی الزامات مختلفی را برای پارامترهای مواد دی الکتریک تعیین می کند.
عایق‌هایی که برای اهداف عملی استفاده می‌شوند دارای الکترون‌های کمی در حجم خود هستند، بنابراین در یک ولتاژ ثابت حداقل جریانی به نام جریان نشتی عبور می‌کنند.
اگر ولتاژ افزایش یابد،با اعمال بر روی عایق، مقدار قدرت میدان در دی الکتریک از مقدار معینی تجاوز می کند، عایق ویژگی های عایق الکتریکی خود را از دست می دهد.
جریان عبوری که از عایق می گذرد افزایش می یابد و مقاومت آن کاهش می یابد و باعث اتصال کوتاه الکترودها می شود.
این پدیده شکست دی الکتریک نامیده می شود. در صورتی که ولتاژ اعمال شده به دی الکتریک به مقدار بحرانی برسد، افزایش شدید جریان عبوری مشاهده می شود، ولتاژ روی الکترودها کاهش می یابد، در نتیجه تغییرات غیرقابل برگشت، مقاومت الکتریکی مقره کاهش می یابد.
بسته به پارامترهای جداسازی نیرو و انرژی، پس از خرابی جرقه ای رخ می دهد که منجر به ذوب، سوختن، ترک خوردن و سایر تغییرات در دی الکتریک و الکترودها می شود.
با انتخاب صحیح مواد عایق برق، می توانید از عملکرد روان لوازم الکتریکی و تجهیزات فنی اطمینان حاصل کنید.
