Каквизликите между проводници и диелектрици, техните свойства и приложения

Проводниците и диелектриците физични вещества, които иматзлична степен електропроводимост и реагират позличенчин въздействието електрическо поле. Противоположните свойстватериалите се използват широко във всички области електротехниката.

Какво представляват проводниците и диелектриците

Проводници - вещества със свободни електрически заряди, които могат се движат произволно под въздействието външно електрическо поле.киварактеристики притежават:

• метали и техните стопилки;
• естествен въглерод (каменни въглища, графит);
• електролити -зтвори соли, киселини и основи;
• йонизиранз (плазма).

Основно свойствотериалитеСвободните заряди - електроните в твърдите проводници и йоните взтворите и стопилките, които се движат през целия обем проводника, провеждат електрически ток. Когато към проводник се приложи електрическопрежение, се създава проводящ ток. Специфичното съпротивление и електропроводимостта основните показатели задентериал.

Свойствата диелектричнитетериали противоположни тези проводниците електричество. Диелектрици (изолатори) се състои от неутрални атоми и молекули. Те нямат способността преместват зареденистици под въздействието електрическо поле. Диелектриците в електрическо полетрупват некомпенсирани заряди върху повърхността си. Те образуват електрично поле, което сесочва към вътрешността изолатора,то се получава поляризация диелектрика.

В резултат поляризацията зарядите върху диелектричната повърхност се стремятмалят електрическото поле. Това свойство изолационнитетериали серича диелектрична константа изолатора.

Характеристики и физични свойстватериалите

Параметрите проводниците определят сферата им приложение. Основните физическирактеристики:

• електрическо съпротивление -рактеризира способносттадено вещество възпрепятства преминаването електрически ток;
• Температурният коефициент съпротивление е стойност, кояторактеризира изменението показателято функция температурата;
• топлопроводимост - количеството топлина, което преминава презден слойтериал за единица време;
• контактна потенциалназлика - възниква при контакт двазнородни метала, използва се при Термодвойки за измерване температурата;
• якост опън и удължение - зависи от вида метала.

При охлаждане до критични температури съпротивлението проводника клони към нула. Това явление серича свръхпроводимост.

Свойствата, коиторактеризират един проводник,:

• Електрически - съпротивление и електропроводимост;
• химически - взаимодействие с околната среда, устойчивост корозия, възможност за свързване чрез заваряване или запояване;
• физични - плътност, температура топене.

Особеността диелектриците е, че устояват влиянието електрическия ток. Физични свойства изолационнитетериали:

• диелектрична проницаемост - способността изолаторите се поляризират в електрично поле;
• специфично обемно съпротивление;
• електрическа якост;
• коефициентзсейване.

Изолационнитетериали серактеризират със следнитераметри:

• електрически - стойност пробивнотопрежение, електрическа якост;
• физическо - термично съпротивление;
• химически -зтворимост в агресивни агенти, влагоустойчивост.

Видове и класификация изолационнитетериали

Изолаторите сезделят групи по няколко критерия.

Класификация по агрегатното състояниетерията:

• твърди - стъкло, керамика, азбест;
• течни -стителни и синтетичнисла,рафин, втечненз, синтетични диелектрици (силиций и флуорорганични съединения, охлаждаща течност, фреон);
• газообразни - въздух, азот и водород.

Диелектриците могат бъдат с естествен или изкуствен произход, с органична или синтетична природа.

Естествените органични изолационнитериали включватстителнисла, целулоза,учук. Те серактеризират с ниска термична и влагоустойчивост и бързо стареене. Синтетични органичнитериали -злични видове пластмаса.

Неорганичните диелектрици от естествен произход включват: слюда, азбест, мусковит, флогопит. Тезитериали устойчиви химическо въздействие и издържат високи температури. Изкуствените неорганични диелектричнитериали стъкло, порцелан и керамика.

Защо диелектриците не провеждат електричество

Ниската проводимост се дължи структурата диелектричните молекули.стицитетерията плътно свързани помежду си, не могатпускат границите атома и се движат в целия обемтериала. Под въздействието електрическо поле атомнитестици могат леко сезхлабят - се поляризират.

В зависимост от механизма поляризация диелектричнитетериали сезделят

• неполярни - вещества взлични агрегатни състояния с електронна поляризация (инертнизове, водород, полистирен, бензол);
• полярни - притежават диполна релаксация и електронна поляризация (различни смоли, целулоза, вода);
• Йонни - твърди неорганични диелектрици (стъкло, керамика).

Диелектричните свойствадено вещество не постоянни. Под въздействието висока температура или висока влажност електроните се отделят от ядрото и придобиват свойствата свободни електрически заряди. Тогава изолационните свойства диелектрика семаляват.

Надежден диелектрик етериал с нисък ток утечка, който недвишава критична стойност и не пречиботата системата.

Когато се използват диелектрици и проводници

Материалите се използват във всички области човешката дейност, които включват използването електрически ток: промишленост, селско стопанство, приборостроене, електрически мрежи и домакински уреди.

Изборът проводник се определя от неговите техническирактеристики. Продуктите от сребро, злато и платина иматй-ниско съпротивление. Използването им е ограничено до космически и военни приложения поради високата им цена. Медта и алуминият по-слабо проводими, но относителната им евтиност е довела до широкото им използването проводници ибели.

Чистите метали без примеси провеждат тока по-добре, но в някои случаи е необходимо се използват проводници с високо съпротивление - за производството реостати, електрически печки, електрическигревателни устройства. Зази цел се използват сплави от никел, мед инган (манган, константан). Електропроводимостта волфрама и молибдена е 3 пъти по-ниска отзи медта, но техните свойства се използват широко в производството електрическимпи идиоустройства.

Твърдите диелектрицитериали, които осигуряват безопасността и безпроблемнатабота проводящите елементи. Те се използватто електроизолационентериал, предотвратяващ изтичането ток, изолиращ проводниците един от друг, от корпуса устройството, от земята. Пример закъв продукт диелектричните ръкавици, описани вшия статия.

Течните диелектрици се използват в кондензатори, захранващибелиМатериалите се използват в охладителните вериги турбинни генератори ислени прекъсвачи за високопрежение.териалите се използватто пълнители и импрегнатори.

Газообразни изолационнитериали. Въздухът е естествен изолатор, който същока осигурявазсейване топлината. Азотът се използва места, където окислителните процеси неприемливи. Водородът се използва в мощни генератори с висок топлиненпацитет.

Проводниците и диелектрицитеботят врмония, за осигурят безопасна и стабилнабота електрическото оборудване и мрежи. Изборът конкретен елемент задена задача зависи от физическите свойства и техническитераметри веществото.

Свързани статии: