A dielektrikumok elektromos szilárdsága
A dielektrikumok elektromos szilárdsága - Módszertani utasítások, High Technologies, Materials Science. Építőanyagok technológiája Dielektromos tulajdonságok, amelyek ellenállnak vagy egyéb elektromos stresszek.
A dielektromos képességét, hogy ellenálljon ennek vagy az elektromos feszültségnek, a dielektrikum elektromos szilárdsága határozza meg.
Elektromos szilárdság, Epr az átlagos elektromos térerõsség, amelynél elektromos bomlás következik be. Az elektromos bontás feszültségét "bomlási feszültségnek" nevezzük, Upr.
ahol h a dielektrikum vastagsága (az elektródák közötti rés, a kisülő rés). A leállítási feszültség függ a kisülési rés méretétől. Amint a rés nő, a leállási feszültség nő, és az elektromos erő csökken.
A dielektrikum elektromos lebomlását az anyag elektromos vezetőképességének hirtelen növekedése egy bizonyos feszültség hatására, egy elektromosan vezető plazmacsatorna kialakulásáig terjed. A gázok vagy folyadékok elektromos meghibásodásának jelenségét gyakran "elektromos kisülésnek" nevezik, ami jelzi az elektródák kapacitásának a csatornán keresztüli kiürítését. A gáz-halmazállapotú, folyékony és szilárd dielektrikumokban a kibocsátás fejlesztésének mechanizmusa különböző.
A nagy gázrés elektromos lebomlása esetén következetes jelenségek alakulnak ki:
I. Egy szabad elektron megjelenése gázhézagban (véletlenszerűen, egy fémelektródából, gázmolekula fotóionizációjának eredményeként stb.)
II. Egy szabad elektront egy elektromos mező által felgyorsítva egy olyan energiára, amely ionizálja az utóbbit (ütés ionizáció) semleges atomos ütközés esetén.
III. Az elektron lavina fejlődése többszörös ionizációs hatások következtében.
IV. A szalag növekedése egy vezető plazmacsatorna, amely a lavina áthaladás után maradt pozitív ionokból és a pozitív plazmába felvett negatív töltetekből áll.
V. Szalag átalakítása vezetõvé a termikus ionizáció következtében, amelyet egy kapacitív áram átadása okoz egy szalagon keresztül.
VI. A fő ürítés akkor következik be, amikor a kisülőnyílás ürítési szakasza bezáródik.
Kis időközönként a bontási folyamat befejeződhet a III. Szakaszokban (lavina lebontás) és a IV-ben (szalagküszöb, szikra).
A gázok elektromos szilárdsága elsősorban az alábbiaktól függ:
- az elektródák közötti távolság (4.2.
- nyomás (növekszik a nyomás csökken közötti távolság molekulák. gyorsítja elektron szükség rövidebb elérési út gyorsulás (úgynevezett szabad úthossza), hogy ugyanaz az energia elegendő ahhoz, hogy ionizálja az atom. Ezt az energiát elsősorban határozza meg a végső (idején ütközés) elektron sebessége. Nagyobb az elektront fel lehet gyorsítani azáltal, hogy növeli a rá ható erőt - az elektromos tér erősségét. A gázrés meghibásodási feszültségének kísérleti függése a terméken referencia nyomás „p” a mennyisége rés «h» nevezik görbe Pasch # 279 ;. A minimális értéke a letörési feszültséget a levegő pH = 0,7Pa × m értéke mintegy 330 V. A bal oldalon a kijelzett érték pH villamos szilárdság miatt megnövekedett az alacsony valószínűsége elektronok ütközése gázmolekulákkal).
4.2 ábra. A gázok elektromos szilárdságának függése az elektródák közötti távolságon
- affinitásmolekulák a gáz, hogy egy elektron, az elektronegativitása a gáz (elektron-affinitása - ez az a képesség, néhány semleges atomok és molekulák csatolja további elektronok, egyre negatív ionok a elektronegatív gázok, amely atomok nagy elektron-affinitása, b szükség # 466; lshaya energia szétszóródását. elektronok a mezőn keresztül, hogy egy elektron lavinát képezzenek).
A levegő elektromos szilárdsága 1 cm-es tartományban normál hőmérsékleten és nyomáson 3 kV / mm. 0,3 MPa nyomáson a levegő elektromos ereje elérheti a 10 kV / mm-t
Az SF6 (SF6, elektronegatív gáz) elektromos szilárdsága normál hőmérsékleten és nyomáson 8,7 kV / mm. 0,3 MPa nyomáson az SF6 gáz elektromos szilárdsága elérheti a 20 kV / mm-t.
A folyékony dielektrikum elektromos szilárdsága nem kapcsolódik közvetlenül a folyadék kémiai szerkezetéhez. A molekulák szoros elrendezésének köszönhetően a folyadék dielektrikában lévő ütközés ionizáló mechanizmus nem valósul meg.
Az ionizáció hatása körülbelül W = 5 eV. Ugyanez az energia lehet kifejezni, mint a termék a töltés az elektron térerősség (q × E, ható erő egy elektron) és a szabad úthossz (# 955; ≈5 # 8729; 10 -7 méter): W = E # 8729; Ebr # 8729; # 955; Ha kiszámítjuk az elektromos erőt ebből a kifejezésből, kapjuk:
A folyadékok tényleges elektromos szilárdsága (20-40) kV / mm.
Az elektromos szilárdság értékét elsősorban a folyadékban lévő gáz mennyisége és az elektródák felületének állapota befolyásolja.
A folyékony dielektrikum elektromos lebomlása általában szabályosan a mikroszkopikus gázbuborékok lebomlásával kezdődik. A gáz alacsony dielektromos állandója miatt a buborék feszültsége magasabb, mint a folyadékban, és a gáz elektromos ereje kisebb.
A buborékok részleges kisülése (lásd 4.9) az utóbbi növekedését eredményezi, amely végül a folyadék dielektrikum lebomlásával fejeződik be.
A transzformátorolaj elektromos szilárdságát csökkentő fő szennyeződések szintén vezető bevonatok (korom) és víz. És az utolsó szennyeződések játsszák a legjelentősebb szerepet. A normál hőmérsékletű víz nem keveredik az olajjal, de a legkisebb cseppecskék formájában van. Elektromos tér hatása alatt ezek a vízcseppek polarizálódnak, és láncokat hoznak létre a megnövekedett vezetőképességű lánc elektródái között, amelyeken elektromos meghibásodás következik be.
Meghatározása dielektromos szilárdsága folyékony dielektrikumok végrehajthatjuk standard levezetők a félgömb alakú elektródok, amely lehetővé teszi, hogy hozzon létre egy zónát egységes bontás elektromos mező (elektródák átmérője egy nagyságrenddel nagyobb, mint a bontás rés). A folyékony dielektrikumok tesztelésére szolgáló szabványos töltőberendezés olyan gömbszerű felületű elektródákat tartalmaz, amelyek távolsága 2,5 mm. A minőségi transzformátorolaj bomlási feszültségének meg kell haladnia az 50 kV-ot, és elérheti a 70 kV-ot. (Az ütközés ionizációjának elmélete szerint a leállási feszültségnek 2 ... 3 MV-nak kell lennie).
A folyadék dielektrikum elektromos szilárdsága növekszik, ha:
- szilárd vezetõ mikrorészecskék (korom, szén, stb.) tisztítása;
- folyadék szárítása (víz eltávolítása);
- a folyadék gáztalanítása (porszívózás);
A szilárd dielektrikum elektromos szilárdsága a leállási feszültség alkalmazásának időpontjától függ. A feszültség hatására (attól a pillanattól kezdve, hogy a bomlást bocsátották le) és az e cselekvés során előforduló fizikai folyamatok megkülönböztetésére (4.3. Ábra):
- Elektromos lebontás (a hatás időtartama - egy másodperc törtrésze);
- hőbontás (expozíciós idő másodpercről órára);
- a részleges kibocsátás hatása alatt álló bontás (több órától egy évig terjedő expozíciós idő).
4.3. A szilárd dielektrikum időbeli leállási feszültségének függvénye
Az elektromos feszültség hatására bekövetkező elektromos lebomlás esetén a kémiai kötések megszakadnak, és az anyagot plazmaként dolgozzák fel. A szilárd dielektrikum elektromos szilárdsága arányos a kémiai kötések energiájával.
A szilárd dielektrikumok általában nagyobb elektromos szilárdságot mutatnak, mint a folyékony és a gáz halmazállapotúak. Például:
- Polietilén ≈ 30 kV / mm.
- Polivinil-klorid ≈ 40 kV / mm.
- Szigetelő üveg ≈ 70 kV / mm.
A hőleadás oka a dielektrikum fűtése, leggyakrabban a dielektromos veszteségeknek köszönhetően, ha a teljesítményveszteségek meghaladják a dielektrikától elválasztott teljesítményt.
Ahogy a hőmérséklet emelkedik, az elektromos vezetőképesség nő (a hordozók számának növekedése miatt) és a dielektromos veszteség szöge, ami további hőmérséklet-emelkedéshez és az elektromos erő csökkenéséhez vezet. A fűtés hatására a dielektrikum alacsonyabb térerősségen áthalad, mint az elektromos típusú lebomlásnál.
A jelen témakör minden témája:
A rendelési és biztonsági szabályok a laboratóriumi munka során
A laboratóriumi munka megkezdése előtt a hallgató köteles megismerkedni ezekkel a szabályokkal, minden laboratóriumi állvány elektromos berendezéssel működik. És nem minden laboratórium
A fémek érintkezési korróziójának jelensége
Célkitűzés: Különböző fémek elektrokémiai potenciáljának mérése különböző médiumokban, a potenciál változásának rövid távú dinamikájának tanulmányozása, potenciális különbségek meghatározása
A fajlagos elektromos ellenállás és a fémek elektromos ellenállásának hőmérsékleti együtthatójának meghatározása
Ennek a munkának az a célja, hogy meghatározza a réz, alumínium és acél rezisztenciáját az ezekből a fémekből származó vezetékek mintáiból, és meghatározza az ellenállóképesség függését a hőmérsékleten.
Dielektromos anyagok ismerete és dielektromos permittivitás mérése és dielektromos veszteség érintő
A munka célja Vizuálisan a következő dielektromos anyagokból készült mintákkal: gumi, üvegszálas, lakk (vastagság: 0,125 mm), polimetilmethac
Ferromágneses és ferromágneses anyagok hiszterézise
A munka célja E munka célja a ferromágneses anyagok mágneses tulajdonságainak tanulmányozása, a ferromágnesek mágnesezésének vizsgálata oszcillográfos és
Az adott elektromos hőmérsékleti tényező
ellenállás és értékelés egy félvezető anyag - ecom A munka célja A munka célja randevúzás
Transzformátorolaj és a részleges ismerete
a szilárd dielektrikum kibocsátásai A munka célja. Végezzen kísérleteket a transzformátorolaj és a levegő lebontási feszültségének meghatározásához, és számítsa ki annak középértékét
Általános magyarázatok
Az elektromos termékek és elektromos berendezések létrehozására használt anyagok munkáját egyidejűleg erős elektromos és mágneses terekkel, nagyon széles
Különleges elektromos ellenállás
A fajlagos elektromos ellenállás az egyik olyan paraméter, amely jellemzi egy anyag elektromos mezőben való viselkedését, és numerikusan határozza meg az anyag elektromos vezetőképességét. Elektromosan vezetőképes
Hőmérsékleti együttható
Az anyag bármely paramétere a hőmérséklet függvénye. Általában ez a függőség nemlineáris, de bizonyos paraméterek egy kis hőmérsékleti tartományban lineáris hőmérséklet függés lehet
Hőelvezetés
A hőátadás a tömör test felületének hőcseréje és a vele érintkező környezet - a hűtőfolyadék (folyadék, gáz) között. A hőátadás konvekcióval, hővezető képességgel, sugárzással történik
Dielektromos permeabilitás
A dielektromos permeabilitás leggyakrabban az anyag azon képességének a mérőszámát jelenti, amely növeli egy elektromos szerkezet vagy termék kapacitását az ugyanazon tárgy b
Dielektromos veszteségek
A dielektromos veszteségek az elektromos térben található dielektromos energiaveszteségek. Az elektromos tér energiája a dielektrikum melegítésénél történik. A fűtés a kölcsönhatás eredményeképpen következik be
Részleges kibocsátás a dielektrikumokban
A részleges kisülés, a PD olyan ürítés, amely áthalad a szigetelési rés korlátozott területein, és nem zárja le a teljes teret. Egy példa a részleges kisülésre
Kezdeti mágnesezési görbe
A mágnesezési görbe az anyag (B) indukciójának függése a külső mágneses tér (H) erősségén. A mágnesezési görbe fontos jellemzője
Fémek elektrokémiai korróziója
Az anyag korróziója utal az anyag kémiai átalakítására (elsősorban oxidációra), amely a külső környezetben történik. A korrózió jellemző az anyagok, a kompozíció és a szerkezet szempontjából
A2.1. A félvezetők és gyengén vezető anyagok elektromos vezetőképessége
Bármelyik testben, amikor egy feszültséget alkalmazunk, egy áramnak az áramsűrűséget meghatározó kifejezésnek megfelelően kell áramlani
P2.2 Ellenálló anyagok
Nikróm. Az ellenállások fémanyagai közül a legelterjedtebb anyagok nikkel, króm és vas alapúak, azaz nichromok, és ezekhez kapcsolódnak