Электрические характеристики диэлектрических материалов

Электрические характеристики диэлектрических материалов [c.160]

Основные характеристики диэлектрических материалов. Для диэлектрических материалов наибольшее практическое значение среди электрических свойств и характеристик имеют поляризация, диэлектрические потери, пробой и электрическая прочность. [c.92]

Диэлектриками называют материалы, основным электрическим свойством которых является способность поляризоваться в электрическом поле. В диэлектриках электрические заряды прочно связаны с атомами, молекулами или ионами и в электрическом поле лишь несколько смещаются относительно положения равновесия. Происходит разделение центров положительного и отрицательного зарядов, т.е. поляризация. Для диэлектриков характерно высокое сопротивление прохождению постоянного электрического тока. Мерой поляризуемости диэлектрика является относительная диэлектрическая проницаемость, равная отношению емкости конденсатора с диэлектриком к емкости такого же конденсатора с вакуумом. Важнейшей характеристикой диэлектрических материалов является электрическая прочность. При превышении в объеме диэлектрика некоторой критической величины напряженности электрического поля происходит пробой. (Под напряженностью электрического поля понимают отношение приложенного к диэлектрику напряжения к расстоянию между подводящими напряжение электродами). Значение напряжения в момент пробоя называют пробивным напряжением, а достигнутую к этому моменту напряженность - электрической прочностью. [c.127]

В производстве керамических материалов исходные массы составляют тщательным смешиванием предварительно измельченных порошкообразных двуокисей титана, олова или циркония с соответствующими окислами щелочных или щелочноземельных металлов. Для придания пластичности в некоторые исходные массы вводят небольшое количество глинистых веществ. Однако это, как правило, приводит к ухудшению электрических характеристик керамических материалов снижению величины диэлектрической проницаемости, увеличению тангенса угла диэлектрических потерь и т. д. [c.63]

Для изготовления электрических разъемов часто используют медные или бронзовые сплавы с гальваническим покрытием (для контактных штырей и гнезд), такие изоляционные материалы, как пластмассы, керамика или стекло, внешние оболочки или экраны из стали, латуни или алюминия. Так как хорошо известно, что электрические характеристики облученных металлов изменяются относительно мало, то изучение влияния излучения на металлические детали разъемов представляет второстепенный интерес. Наибольший интерес представляет влияние излучения на изоляторы и их характеристики. Встречаются два тина повреждений, и оба относятся к диэлектрическим характеристикам изолирующих прокладок. Повреждение, при котором изменяются физические характеристики изоляционных материалов, может привести к механическому ослаблению опоры штырей, о чем можно судить по развитию хрупкости органических материалов. Постоянная и (или) временная потеря сопротивления изоляции между контактами или по корпусу является повреждением другого типа. Таким повреждениям в настоящее время уделяется все большее внимание, о чем можно судить по экспериментальным попыткам изучить влияние излучения на изоляторы. [c.417]

Электрические характеристики (удельное объемное и удельное поверхностное сопротивления при постоянном напряжении, а также диэлектрическая проницаемость, угол диэлектрических потерь и электрическая прочность при переменном напряжении частоты 50 гц) твердых электроизоляционных материалов измеряются в соответствии с ГОСТ 6433-52. [c.17]

Характеристика изоляционных материалов. Удельное электрическое сопротивление материала характеризуется качеством электроизоляционного материала. Для диэлектриков, применяемых в установках высокого напряжения и конденсаторах, важны также электрическая прочность, диэлектрическая проницаемость и угол диэлектрических потерь. Кроме электрических свойств электроизоляционных материалов, большое значение имеет механическая прочность, нагревостойкость, гигроскопичность и др. [c.332]

В работе представлены результаты экспериментального определения коэффициента линейного расширения стеклопластиков, теплоемкости, теплопроводности, удельного поверхностного и объемного электрического сопротивления, электрической прочности, диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь и дугостойкости. Приведены и некоторые другие характеристики рассматриваемых материалов, в частности, химическая стойкость в различных средах, коррозионная активность, а также указаны режимы резания при механической обработке. [c.5]

Высокочастотный нагрев основан на принципе преобразования электрической энергии в ее эквивалент тепловой энергии. Поскольку преобразование происходит по всей массе материала, подвергающегося воздействию тока высокой частоты, потери энергии и температурные перепады минимальны. Нагревание происходит очень быстро и относительно равномерно. Под действием высокочастотного электрического поля, направление которого меняется несколько миллионов раз в секунду, молекулы в материале подвергаются периодическим толчкам. Количество тепла, возникающего в пластмассе, прямо пропорционально мощности высокочастотных колебаний, воздействию которых оно подвергается. Однако напряжение и частота, при которых эта мощность имеет место, зависит от вида материала и его электрической характеристики, известной под названием коэффициента потерь . К счастью, большинство пластмасс, так же как и других применяемых диэлектрических материалов, имеет достаточно высокий коэффициент потерь, поэтому для их сварки токами высокой частоты применяется электрический ток невысокого напряжения и частоты. [c.123]

Электрические характеристики весьма чувствительны к изменениям, происходящим в материале под воздействием внешних сред. Так, изменение диэлектрической проницаемости е позволяет определять влагоемкость стеклопластиков. Диэлектрическая проницаемость сухих стеклопластиков составляет 2-6, тогда как е воды близка к 81. Поэтому даже незначительное увлажнение ведет к заметному изменению диэлектрических характеристик материала. Чувствительность диэлектрических характеристик стеклопластиков к внешним условиям используют, например, для контроля технологического режима изготовления. [c.64]

От толщины витковой и пазовой изоляции зависят габариты, а значит, и веса электрических машин. Теплопроводность изоляции оказывает большое влияние на тепло-рассеяние изолированных элементов машин. Нагревостойкость, влагостойкость, механическая прочность, диэлектрические и другие характеристики изоляционных материалов обусловливают на(дежность и продолжительность службы изоляции электрических машин. [c.178]

Хорошими диэлектрическими характеристиками обладают окислы алюминия, магния, бериллия, нитриды алюминия, бора, кремния и т. д. У электроизоляционных покрытий пробойная напряженность при прочих равных условиях максимальна при минимальной пористости. На электрическую прочность оказывают влияние также характер распределения пор по размерам, метод и технология напыления, чистота исходного порошка, температура и др. [15, 16, 61 117, 136]. Кроме того, покрытия обладают большей дефектностью структуры и повышенным содержанием примесей в сравнений с компактным материалом, что также отрицательно сказывается на уровне электрической прочности [136]. Полагают, что величина напряженности пробоя и ар и толщина керамического электроизоляционного покрытия б связаны зависимостью [61 ] [c.85]

Выбранные методы позволяют определить непосредственно в изделии большое количество различных физических характеристик таких как скорость и затухание упругих волн (продольных, сдвиговых, поверхностных, изгибных, Лэмба, Лява и др.), коэффициент отражения и преломления упругих волн, угол поворота плоскости поляризации сдвиговых волн, диэлектрическую проницаемость, тангенс угла электрических потерь, коэффициент затухания электромагнитных волн, коэффициенты отражения, прохождения и преломления электромагнитных волн СВЧ и ИК диапазона, которые могут быть использованы при комплексном контроле механических, технологических и структурных характеристик композиционных полимерных материалов. [c.104]

Результаты экспериментальных исследований композиционных материалов показывают, что есть возможность установить корреляционную связь между электрическими параметрами материалов и некоторыми характеристиками, определяющими качество изделия. Такая связь может быть установлена между диэлектрической проницаемостью материала и содержанием связующего в стеклопластиках между в и влажностью и т. д. [c.138]

При нагреве пьезоэлектрического датчика его основные характеристики (коэффициент преобразования и емкость) значительно изменяются. Это происходит вследствие зависимости пьезомодуля и диэлектрической проницаемости от температуры. У разных материалов эти параметры изменяются по-разному. Существуют материалы, у которых с повышением температуры пьезомодуль изменяется мало, а диэлектрическая проницаемость — значительно. Поэтому для уменьшения температурной погрешности датчика эти материалы следует использовать в датчиках, работающих с усилителями заряда. Пьезокерамику, у которой пьезомодуль и диэлектрическая проницаемость изменяются одинаково, применяют в датчиках, работающих с усилителями напряжения. При нагреве датчика на электродах пьезоэлемента возникает электрический заряд, вызванный пироэффектом, температурной деформацией пьезоэлемента и основных конструктивных элементов датчика. При тепловом ударе сдвигаются пулевые показания датчика и изменяется его чувствительность. [c.351]

Дипольный момент. Эта характеристика описывает смещение центров тяжести зарядов или поляризацию (диэлектрическое смещение), в находящихся в электрическом поле материалах с низкой электропроводностью (силикаты, полимеры и т, д.). В этих материалах направленного движения электронов не происходит. Дипольный момент 1л ориентируется под действием внешнего электрического поля. [c.143]

Нагревостойкость. Как уже упоминалось выше, основные характеристики качества электроизоляционных материалов при повышении температуры в большинстве случаев ухудшаются (сопротивление изоляции, пробивная напряженность, механическая прочность падают угол диэлектрических потерь, деформации при воздействии механических нагрузок растут). Поэтому очень важен вопрос о способности электрической изоляции выдерживать повышенную температуру без существенного уменьшения эксплуатационной надежности, иными словами, вопрос о наивысшей допустимой рабочей температуре изоляции. [c.19]

К свойствам лакокрасочных материалов, определяющим их способность наноситься в электрическом поле, относятся удельное объемное электрическое сопротивление pv и диэлектрическая проницаемость е. Оптимальное значение составляет 5-10 —5-10 Ом-см. В этих пределах получается максимальный заряд капли лакокрасочного материала. При меньших значениях pv увеличивается утечка тока через краску, подводимую по шлангу, при больших значениях pv происходит резкое снижение величины заряда. Диэлектрическая проницаемость при оптимальном удельном объемном электрическом сопротивлении составляет 6—10. Выпускаемые промышленностью лакокрасочные материалы не всегда имеют оптимальные значения pv и е, поэтому обычно их доводят до рабочей вязкости подходящими растворителями или их смесями для достижения необходимых электрофизических характеристик. Значительное снижение pv происходит также при введении в лакокрасочный материал или в растворитель от 0,3 до 5% ПАВ. [c.78]

Ухудшение качества электрической изоляции при действии повышенной температуры часто происходит весьма наглядным образом. В некоторых материалах имеет место расплавление или постепенное размягчение (аморфные вещества), сильное снижение механической прочности и деформация изделия может наблюдаться интенсивное окисление, до явного горения включительно. В ряде случаев, даже при сохранении механической прочности и целостности изоляции, диэлектрические характеристики ее ухудшаются настолько существенно, что [c.122]

Величину диэлектрических потерь в электроизоляционном материале можно характеризовать величиной рассеиваемой мощности, отнесенной к единице объема, или удельными потерями чаще для характеристики способности диэлектрика рассеивать энергию в электрическом поле пользуются углом диэлектрических потерь, а также тангенсом этого угла. [c.57]

Материалы с высокой диэлектрической проницаемостью (тита-наты) нашли применение в качестве заполнителя волноводных систем СВЧ для уменьшения их линейных размеров [6] (табл. 5.7). Существенным недостатком титанатов является резкая зависимость их электрических параметров от окружающей температуры и сильное увеличение шумовых характеристик СВЧ трактов, заполненных титанатами. [c.76]

К главным электрофизическим параметрам полупроводниковых материалов относятся следующие ширина запрещенной зоны подвижность ц и эффективная масса носителей заряда ти диэлектрическая проницаемость е коэффициент теплопроводности X плотность коэффициент линейного расширения а температура плавления Гпл температура Дебая 0. Удельная электропроводность полупроводникового материала заданных химического состава и структуры не относится к основным характеристикам, так как определяется, в частности, концентрацией носителей заряда (3.4), которая зависит от множества внешних воздействий температуры, давления, света, электрического и магнитного полей, ионизирующего излучения и т.д. [c.648]

Для оценки качества электроизоляционных материалов необходимо установить, при помощи каких числовых показателей можно определять их свойства. Весьма важны электрические свойства электроизоляционных материалов, которые, в первую очередь, и определяют саму возможность их использования. Сюда относятся различ-Г1ые виды удельного сопротивления, диэлектрическая проницаемость, угол диэлектрических потерь и электрическая прочность, которые мы кратко рассмотрим в 1 книги. Однако большое значение имеют и другие, кроме электрических, характеристики электроизоляционных материалов механическая прочность, нагревостойкость, гигроскопичность и т.д., которые мы рассмотрим в 2-4. [c.9]

По электрическим характеристикам материала, полученным расчетным или экспериментальным путем, могут быть определены другие характеристики состава и структуры материала, из которых в первую очередь представляет интерес определение содержания компонентов гетерогенной среды, в частности коэффициент армирования композитных материалов. Параметры таких гетерогенных систем вычисляют с помощью формул, определяющих средние значения диэлектрической проницаемости через диэлектрические проницаемости компонентов и их объемную или массовую концентрацию (табл. 3). Эти формулы могут быть использованы и для обратной задачи — определения характерис1ик состава материала, например коэффициента армирования, пористости, влажности по диэлектрической проницаемости всей композиции и отдельных ее компонентов, а также для определения диэлектрической проницаемости одного из компонентов, если известны остальные параметры. Для более удобного и оперативного получения результатов контроля могут быть составлены номограммы. На рис. 9 приведены номограммы, предназначенные для определения объемного содержания сферических включений (алгоритм нахождения этого параметра — слева) и диэлектрической проницаемости включений (алгоритм справа). При [c.172]

Электричеекие свойства исходных материалов. Для характеристики материалов с точки зрения способности их поглощать энергию электрического поля, а также для нахождения закона распределения мощности и напряженности электрического поля в материале при различной температуре, физическом состоянии, влажности, обоснованного выбора частоты источника тока, расчета нагрузочных сопротивлений и определения условий работы генератора пользуются, как правило, относительной диэлектрической проницаемостью среды Вотн и тангенсом угла потерь материала tg б. [c.31]

Гигроскопичность диэлектриков зависит от их структуры и состава. Неполярные органические диэлектрики, как наиример, парафин, полнэтйлен, полипропилен, обладают очень малой гигроскопичностью, почти не поглощают влаги из воздуха и даже при длительном пребывании во влажной среде сохраняют хорошие диэлектрические свойства. Полярные диэлектрики обладают обычно большей гигроскопичностью, причем закрепление полярных молекул воды около полярных групп молекул диэлектрика замедляет поглощение влаги и равновесное состояние (предельное влагопоглощение) наступает в них за большее время, чем у неполярных. Некоторые вещества, поглощая влагу, образуют с ней твердый коллоидный раствор — набухают. У таких диэлектриков (например, целлюлозные материалы) влагопоглощение может быть очень большим и может вызывать сильное ухудшение электрических характеристик. Наличие в диэлектриках водорастворимых составных частей и солей повышает их гигроскопичность, Многие неорганические диэлектрики, обладающие плотной структурой, например стекло, плотная керамика, практически не обнаруживают объемного поглощения воды. Проникновение влаги в диэлектрик может происходить через имеющиеся в нем поры. По своему характеру пористость может быть открытой в виде каверн на поверхности закрытой — в виде внутренних воздушных пустот, не сообщающихся с окружающей средой сквозной — в виде каналов, пронизывающих диэлектрик насквозь. Наибольшее влияние на диэлектрические характеристики оказывает влага, попадающая в сквозные поры. Конденсируясь на их стенках, вода образует сплошные пленки повышенной проводимости. Имеют значение и размеры пор, которые могут быть разными от макроскопических до субмикроскопи- [c.117]

Гигроскопичность диэлектриков зависит от их структуры и состава. Неполярные органические диэлектрики, как, например, парафин, полиэтилен, полипропилен, обладают очень малой гигроскопичностью, почти не поглощают влаги из воздуха и даже при длительном пребывании во влажной среде сохраняют хорошие диэлектрические свойства. Полярные диэлектрики обладают обычно большей гигроскопичностью, причем закрепление полярных молекул воды около полярных групп молекул диэлектрика замедляет поглощение влаги и равновесное состояние (предельное вла-гопоглощение) наступает в них за большее время, чем у неполярных. Некоторые вещества, поглощая влагу, образуют с ней твердый коллоидный раствор — набухают. У таких диэлектриков (например, целлюлозные материалы) влаго-поглощение может быть очень большим и может вызывать сильное ухудшение электрических характеристик. Наличие в диэлектриках водорастворимых составных частей и солей повышает их гигроскопичность. Многие неоргани- [c.99]

При нропитке, т. е. при заполнении пор диэлектрика другим, жидким или твердым диэлектриком, наблюдаются вполне определенные изменения электрических характеристик. Замещение воздуха в порах приводит к увеличению электрической прочности, так как воздушные включения обладают меньшей электрической прочностью, чем жидкие и твердые диэлектрики к тому же в воздушных прослойках при переменных напряжениях всегда будут большие электрические напряженности, которые при последовательном соединении разнородных диэлектриков распределяются обратно пропорционально диэлектрическим проницаемостям этих диэлектриков. Ионизация внутренних воздушных пор приводит к увеличению диэлектрических потерь, искажению формы поля и может вызвать разрушение изоляции. При достаточно низких напряжениях, не вызывающих ударной ионизации воздушных прослоек, наличие последних в последовательном соединении с твердой изоляцией снижает tg б за счет уменьшения токов утечки, а также снижает емкость изоляции. На рис. 3-5 показана зависимость tg O и емкости изоляции из двух последовательно соединенных слоев — стекла и воздуха и одного стекла без воздушного зазора между ним и электродами — от напряжения. При малых напряжениях наличие воздушного зазора сказывается благоприятно, но при некотором значении напряжения, вызывающем ионизацию воздуха, tg б резко возрастает, увеличивается и емкость. Сочетание твердой изоляции с газообразной при нормальных давлениях допустимо только при низких напряжениях, гарантирующих отсутствие ионизации. Примером является бумажно-воздушная изоляция телефонных кабелей. Для получения малой величины tg o пропитанного материала необходимо, чтобы пропитывающий диэлектрик обладал возможно меньшим tg б. Для пропитки бумажных конденсаторов применяют материалы с повышенной диэлектрической проницаемостью в целях получения большей удельной емкости. [c.101]

В табл. 7 приведены основные электрические характеристики кварца и керамических сегнетоэлектриков. Весьма большие значения диэлектрической проницаемости сегнетокерамических материалов по- [c.67]

Электрические свойства электроизоляционных материалов оценивают с помощью величин, называемых электрическими характеристиками. К ним относятся удельйое объемное сопротивление, удельное поверхностное сопротивление, диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь и электрическая прочность материала. [c.6]

Конденсаторные керамические материалы отличаются большими значениями диэлектрической проницаемости (е= 1(Х)-ь500) при достаточно высоком уровне остальных электрических характеристик. Из конденсаторных керамических масс получают неувлажняющиеся конденсаторы низкого и высокого напряжения. [c.139]

Технологические свойства материалов характеризуются степенью кристалличности, молекулярным весом, температурой плавления и температурой текучести, температурой разложения, индексом расплава, эластическим восстановлением, степенью отверл<дения (для термореактивных материалов). В случае сварки теплоносителем и сварки нагревом в электрическом поле высокой частоты будут важны также теплофизические показатели и характеристики диэлектрических свойств. [c.236]

По электрическим характеристикам материала, полученным расчетным или экспериментальным путем, могут быть определены другие характеристики состава и структуры материала, из которых в первую очередь представляет интерес определение содержания компонентов гетерогенной среды, в частности, коэффициент армирования композитных материалов. Параметры таких гетерогенных систем вычисляют с помощью формул, определяющих средние значения диэлектрической проницаемости через диэлектрические проницаемости компонентов и их объемную или массовую концентрацию (табл. 3). Эти формулы могут быть использованы и для обратной задачи - определения характеристик состава материала, например, коэффициента армирования, пористости, влажности по диэлектрической проницаемости всей композиции и отдельных ее компонентов, а также для определения диэлектрической проницаемости одного из компонентов, если известны остальные параметры. Для более удобного и оперативного получения результатов контроля могут быть составлены номограммы. На рис. 6 приведены номограммы, предназначенные для определения объемного содержания сферических включений (алгоритм нахождения этого параметра - слева) и диэлектрической проницаемости включений (алгоритм справа). При контроле параметров структуры и состава сыпучих материалов, в частности, влажности, основными мешающими факторами являются следующие плотность заполнения ЭП (см. рис. 3), химический состав отдельных частиц, проводимость (минерализованность) воды, степень дисперсности материала, формы связи воды с материалами. Наиболее радикальным средством устранения влияния этих мешающих факторов является применение многопараметровых методов контроля, в основном многочастотных методов и амплитуднофазового разделения. [c.462]

Твердотельные устройства СВЧ диапазона заняли прочное место в со-Ч>еменной радиоэлектронике. Большинство таких устройств представляет собой отрезки ЛИНИН передачи, содержащие диэлектрические, ферритовые или полупроводниковые элементы. Выбирая определенным образом параметры линий передачи, электрические и геометрические параметры материалов и элементов, можно реализовать требуемые электрические характеристики СВЧ устройств. [c.5]

Удалось ли вам установить единые для различных материалов зависимости диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь от частоты электрического поля Дайте характеристику полученных при вьшолне-нии работы зависимостей. [c.155]

Регистрация профилей ударных волн датчиками давления. Регистрация напряжений в материале при ударном нагружении осуществляется по различным методикам, основанным на применении разного рода датчиков, которые реагируют на изменение термодинамических (давление, плотность, температура) параметров при ударном сжатии. Вопросы конкретного использования различных датчиков определяются объектами исследований (металлы, неметашпл), их физическими характеристиками (электрическая пророди-мость, импеданс), геометрией, диапазоном давлений, длительностью процесса и др. Наиболее широко используют кварцевый, манганиновый и диэлектрический датчики. [c.306]

Если имеется несколько типов дефектов, энергетические уровни которых находятся в запрещенной зоне на разной г,чубине, на зависимости j L ) обнаруживаются несколько вертикальных участков, каждый из которых позволяет определить как концентрацию, так и глубину залегания соответствующих уровней. Если же энергетические уровни распределены в некотором интервале в запрещенной зоне, то участок 3 на рис. 2.3,а будет иметь вид не вертикальной, а пологой линии, по углу наклона которой можно найти функцию распределения уровней прилипания по энергиям. Данные об энергетических характеристиках дефектов важны при разработке новых диэлектрических и полупроводниковых материалов, предназначенных для использования в приборах электронной техники. Описанная выше методика по сравнительно несложны.м электрическим измерениям позволяет судить о микроскопической структуре кристаллов [9]. [c.49]

Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектри- ческих потерь — важнейшие характеристики электроизоляцион- ых материалов. Диэлектрической проницаемостью (или относительной диэлектрической проницаемостью) г называется отношение абсолютной диэлектрической проницаемости вещества еа к электрической постоянной ео. [c.12]

Нйзкий коэффициент диэлектрических потерь . Важно, чтобы в кабельном масле не осаждался парафин во время эксплуатации, так как это ухудшает диэлектрические свойства. Обычные трансформаторные масла пригодны и в качестве кабельных масел. Однако существует проблема образования в кабеле газов от воздействия электрического напряжения на углеводороды масла, поэтому улучшенные характеристики газопоглощения являются важным дополнительным требованием к кабельному маслу. Другие требования к этому маслу — хорошая устойчивость против окис ления, отсутствие влаги и совместимость с материалами, из которых изготовлен кабель. [c.81]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...