Электрическое поле — Напряженност в диэлектриках

Диэлектрические потери. Поляризация диэлектриков сопровождается превращением части электрической энергии в теплоту вследствие трения, возникающего между макромолекулами, сегментами и объемными заместителями в цепи. Диэлектрические потери представляют собой ту часть энергии электрического поля, которая рассеивается в диэлектрике в виде теплоты. Потери, связанные с поляризацией, возникают в диэлектрике при приложении переменного напряжения, поскольку при этом диполи ориентируются многократно (два раза за каждый период колебания электрического поля), тогда как при постоянном напряжении ориентация в направлении поля происходит только один раз после приложения напряжения. [c.10]

Чисто электрический, или собственный, пробой - это непосредственное разрушение структуры диэлектрика силами электрического поля. Подобный вид пробоя развивается практически мгновенно за 10 с и не обусловлен тепловой энергией. Это чисто электронный процесс, когда из немногих начальных электронов в твердом теле создается электронная лавина. В неоднородных электрических полях пробивное напряжение однородного диэлектрика меньше, чем в однородных. [c.271]

В диэлектрике, находящемся в электрическом поле, происходит рассеяние (диссипация) энергии. Рассеиваемую за одну секунду энергию (мощность) называют диэлектрическими потерями. Теряемая энергия преобразуется в теплоту, вызывая нагрев диэлектрика, вследствие чего ухудшаются электрические и другие важные его характеристики. Потери в диэлектриках наблюдаются как при переменном, так и при постоянном напряжении, однако под диэлектрическими потерями понимают мощность, рассеиваемую в переменном электрическом поле. Вектор тока в образце диэлектрика, включенном под переменное напряжение, опережает по фазе вектор напряжения на угол ф<90°. Угол б, дополняющий ф до 90°, называют углом диэлектрических потерь. В идеальном диэлектрике без потерь ф=90° и 6 = 0. В качестве параметра диэлектрика используется ig 6 — тангенс угла диэлектрических потерь. [c.544]

В диэлектрике, помещенном в переменное синусоидальное электрическое поле с напряженностью Е и угловой частотой оз, возникают электрические токи двух видов ток смещения и ток проводимости. Плотность тока смещения [c.105]

Продолжительное воздействие электрического поля высокой напряженности приводит к необратимым процессам в диэлектрике, в результате которых его пробивное напряжение снижается, т.е. происходит электрическое старение изоляции. Вследствие такого старения срок службы изоляции ограничен. Кривую зависимости 1/ от времени приложения напряжения называют кривой жизни электрической изоляции. [c.116]

Пробивное напряжение 17 р растет с увеличением толщины диэлектрика Л. Для характеристики способности материала противостоять разрушению в электрическом поле вводят напряженность поля, при которой происходит пробой. [c.116]

Нефтяные масла склонны и к электрическому старению, т.е. они могут ухудшать свои свойства под действием электрического поля высокой напряженности. Для пропитки конденсаторов с целью получения повышенной емкости в данных габаритных размерах конденсатора желательно иметь полярный жидкий диэлектрик с более высоким, чем у неполярных масел, значением Ег. Для этих целей служат синтетические жидкие диэлектрики по тем или иным свойствам превосходящие нефтяные электроизоляционные масла. [c.130]

В поле El все заряженные частицы, которые образуются в диэлектрике под действием внешних ионизаторов, уносятся электрическим полем к электродам, не рекомбинируя, а ток, протекающий через диэлектрик, достигает насыщения (рис. 5.4, участок 2). Ток насыщения зависит от расстояния h между электродами в конденсаторе. Например, в воздухе при нормальных условиях при h = 0,01 м напряженность Е - 0,6 В/м, плотность тока / ас = 6-10 А/м при Л = 0,1 м — соответственно 6,0 В/м и 6-10" А/м. Рабочие напряженности в диэлектрике намного боль- [c.139]

Приложение электрического поля к системе, в которой компоненты существенно отличаются по физико-механическим и электрофизическим свойствам, неизбежно приводит к концентрации полей в локальных областях внутри диэлектрика. Приложение постоянного электрического равномерного поля к диэлектрику с шаровым включением приводит к увеличению напряженности на его поверхности в 3 раза по фавнению со средней напряженностью в системе /75/. Импульсное воздействие напряжения на такие системы значительно усложняет картину электрического поля, так как время релаксации некоторых носителей заряда /76/ может быть сравнимо с временем воздействия напряжения. [c.128]

В результате поляризации ориентированные по полю диполи создают в диэлектрике электрическое поле напряженностью Е, которое складывается с внешним электрическим полем напряжен- [c.84]

В табл. 1.1 описываются свойства диэлектриков методом воздействие — отклик . В первую очередь выделяется изменение-свойств диэлектриков под действием электрического поля. При воздействии на диэлектрик других полей (механического, теплового, магнитного), а также при действии излучений (свет, радиоактивность, быстрые частицы и др.) прежде всего рассматриваются изменения электрических свойств под влиянием этих факторов. Многие явления, представляющие интерес для физики и технического применения диэлектриков (особенно в электронике), возникают при совместном воздействии на диэлектрик нескольких факторов, например света и электрического поля, света и механических напряжений и т. п. [c.18]

Рис. 4. Векторные диаграммы тока и напряжения в диэлектрике, находящемся в переменном электрическом поле а — диэлектрик без потерь (6 = 0) ,б — реальный диэлектрик

Поместим цилиндр из диэлектрика в аксиальное переменное электрическое поле (рис. 7). В цилиндрических координатах вектор напряженности электрического поля имеет составляющую Ег, направленную параллельно оси цилиндра. При гармоническом законе изменения напряжения между обкладками конденсатора комплексная амплитуда вектора напряженности электрического поля будет удовлетворять уравнению [c.16]

Накопленная в заряженном конденсаторе энергия электрического поля, отнесенная к единице объема диэлектрика (плотность энергии), W, Дж/м, в месте, где значение напряженности электрического поля составляет Е, В/м, равна [c.24]

Формула (2.68) справедлива для любых размеров и любой формы электродов и диэлектрика. Если же требуется избить распределение диэлектрических потерь в разных местах изоляции, то для расчета удельных диэлектрических потерь р, Вт/м , в точке, где напряженность электрического поля равна Е, В/м, могут быть использованы формулы [c.31]

В диэлектрике, помещенном в переменное синусоидальное электрическое поле с напряженностью Е и угловой частотой ю, возникают [c.130]

Диэлектрическими потерями называют энергию, которая выделяется в диэлектрике при воздействии на него переменного электрического поля. При приложении к диэлектрику постоянного напряжения диэлектрические потери определяются токами сквозной проводимости, которые тем меньше, чем больше сопротивление изоляции. При переменном напряжении возникают дополнительные потери за счет активной составляющей токов абсорбции, которые вызваны дипольной и объемно-зарядной поляризацией. [c.42]

Простые численные и векторные соотношения, связывающие поля В, Е ж 4яР, сильно усложняются при переходе к кристаллам, к анизотропным диэлектрикам. Это усложнение связано с тем, что в общем случае в отличие от изотропных тел направление смещения частиц под действием внешнего индуцирующего поля не совпадает с направлением этого поля. В анизотропном диэлектрике направление смещения заряженных частиц совпадает не с внешнем полем В, а. с направлением поля напряженности Е (рис. И). Это означает, что поле В создает напряженность электрического поля не только в направлении, по которому оно ориентировано Е , но и в перпендику- [c.26]

Как было показано выше, технические жидкие диэлектрики обладают проводимостью, которая зависит как от степени чистоты, так и от полярности соединений, входящих в их состав. Ток проводимости определяется также напряженностью электрического поля. При напряженности, близкой к пробивной, ток проводимости [c.43]

При разработке подобных методов испытаний очень существенно, чтобы были приняты во внимание все виды воздействия на жидкий диэлектрик, которые имеют место на практике. В связи с этим в первую очередь представляют интерес данные о поведении жидких диэлектриков при длительном воздействии электрических полей высокой напряженности. [c.93]

Ионизационные диэлектрические потери свойственны диэлектрикам в газообразном состоянии. Ионизационные потери проявляются в неоднородных электрических полях при напряженностях, превышающих значение, соответствующее началу ионизации данного газа. [c.80]

Практически однородное поле в реальных изоляционных конструкциях может быть получено в очень редких случаях. Чем однороднее по структуре диэлектрик, тем заметнее влияет на пробивную напряженность материала форма поля. В однородном электрическом поле пробивная напряженность диэлектрика достигает предельного для данного материала значения и не зависит от размеров диэлектрика, в частности от толщины пробивное напряжение при этом возрастает линейно с увеличением толщины образца. [c.96]

Приведем также формулу, определяющую накопленную в конденсаторе энергию электрического поля, отнесенную к единице объема диэлектрика ( плотность энергии ), Дж/м , в месте, где величина напряженности электрического поля составляет Е, В/м [c.25]

В любом веществе, независимо от наличия или отсутствия в нем свободных электрических зарядов (носителей заряда), всегда имеются связанные заряды электроны оболочек атомов, атомные ядра, ионы. Под действием внеишего электрического поля связанные заряды в диэлектрике смещаются из своих равновесных состояний положительные в направлении вектора напряженности поля Е, отрицательные - в обратном направлении. На рис.4.1 представлена простейшая конфигурация у частха изоляции - плоский конденсатор. В результате этого каждый элементарный объем диэлектрика V приобретает индуцированный (наведенный) [c.85]

Диэлектрические потери представляют собой часть энергии электрического поля, которая превращается в диэлектрике в теплоту и нагревает его. При частотах свыше 20 кГц их величина становится одним из самых важных параметров диэлектрика. Для определения потерь диэлектрик удобно рассматривать как конденсатор в цепи переменного тока (рис. 18.24). У идеального конденсатора угол сдвига фаз между током / и напряжением U равен 90°, поэтому активная мощность Na, = IU osy равна нулю. Диэлектрик не является идеальным конденсатором, и угол сдвига фаз у него меньше 90° на угол 6, называемый углом диэлектрических потерь. Тангенс угла S и диэлектрическая постоянная е характеризуют удельные потери (на единицу объема диэлектрика), Вт/м [c.602]

Изображения можно записывать, как проецируя изображение на кристалл, так и сканируя сфокусированным световым пучком, модулированным по интенсивности. Запись изображений проводят синим светом с —420 нм, а считывание —красным с А,=630 нм. При экспонировании кристалла в засвеченных участках происходит генерация носителей заряда, которые дрейфуют, к электродам под действием приложенного электрического поля, и попадая в диэлектрик, захватываются ловушками. В результате электрическое поле на засвеченных участках внутри кристалла из-за компенсац ш зарядов на электродах зарядами на ловушках оказывается много меньше поля на незасвеченных участках, где компенсации зарядов не происходит. После экспонирования напряжение снимается, а электроды закорачиваются. При этом поле внутри кристалла в незасвеченных участках становится равным нулю, а в засвеченных участках приобретает значение, соответствующее связанному на ловушках заряду, т. е. пропорционально локальной освещенности данного участка кристалла. [c.150]

В ферромагнетиках домены даже при отсутствии внещнего магнитного поля характеризуются намагниченностью насыщения. При подсчете с помощью формулы (3-4-1) напряженности магнитного поля, обеспечивающей спонтанную намагниченность железа, равную 1,8Х Х10 A/M при комнатной температуре 300 К, получается значение порядка 10 А/м. Так как наибольшая напряженность, которую можно получить в сердечниках современных электромагнитов, равна около 10 А/м, то понятно, какое сильное магнитное поле действует в атомах реальных ферромагнитных веществ. Впервые о существовании этого поля сделал предположение Вейсс, и поэтому магнитное поле, действующее в реальных атомах, называют магнитным полем Вейсс а. Оно также носит название молекулярного поля. Это магнитное поле, характеризующее напряженностью Н, определяется по аналогии с локальным электрическим полем, имеющим место в диэлектриках [c.180]

Работами В. Д. Кучина, проверенными на пробое шелочно-галогенидных кристаллов на весьма коротких импульсах, установлена следующая картина разрушения диэлектрика при электрическом пробое. Предразрядный ток через диэлектрик образует магнитное поле, электродинамические воздействия которого вызывают сжатие тока (иинч-эффект) в тонкий шнур при этом возникает радиальное электрическое поле с напряженностью в сотни кВ/м, которое вынуждает ионы двигаться в радиальном направлении. Ионы набирают энергию до 500 э - В, большая часть которой переходит в тепло. Тем пература в шнуре сильно возрастает (до десятков тысяч кельвинов), что вызывает плавление и испарение диэлектрика. Достигнув максимального значения, ток через диэлектрик уменьшается, что связано с расширением шнура затем следует новое сжатие, и пульсации плазменного ядра с радиальной скоростью порядка 10 м/с повторяются неоколько раз до полного пробоя. В моменты наибольшего сжатия шнура плотность тока на оси шнура на несколько порядков превосходит среднюю плотность тока, имеющую значение порядка нескольких ТА/м . Сжатие шнура сопровождается видимым, рентгеновским и гамма-излучением. [c.221]

Электрохимический пробой (электрическое старение) обусловлен медленными изменениями химического состава и структуры диэлектрика, которые развиваются под действием электрического поля или разрядов в окружающей среде. Время ра )нптия электрохимического пробоя составляет 10 — 10 с и называется временем жизни диэлектрика. С увеличением напряжения или температуры как правило, уменьшается Процесс электрохимического пробоя развивается в электрических полях, значительно меньших, чем электрическая прочность диэлектрика. [c.171]

Под влиянием электрического поля связанные электрические г аряды диэлектрика смещаются в направлении действующих на них сил и тем больше, чем выше напряженность поля. При снятии электрического поля заряды возвращаются в прежнее состояние. В полярных диэлектриках, содержащих дипольные молекулы, воздействие электрического поля вызывает еще и ориентацию диполей и направлении поля при отсутствии поля диполи дезориентируются нследствие теплового движения. [c.17]

Нефтяные масла склонны и к электрическому старению, т. е. они могут ухудшать свои свойства под денстБне.м электрического поля высокой напряженности. Для пропитки К0иденсат01)01 с целью получения повышенной емкости в данных габаритных размерах кондоисатора ж лательно иметь полярный жидкий диэлектрик с более высоким, чем у неполярных нефтяных масел, значением е . [c.100]

Известно, что явления ударной ионизации в предпробивной стадии развития разряда характерны для электрического импульсного пробоя твердых и газообразных диэлектриков /80/. Указанная аналогия должна проявляться в траектории канала разряда при наличии локально расположенных в объеме диэлектрика зон повышенных напряженностей электрического поля, т.е. в газообразном диэлектрике траектория канала разряд а также должна быть приурочена к неоднородностям, расположенным в его объеме. [c.134]

Таким образом, в слабых Электрических полях поляризация диэлектрика пропорциональна напряженности электрического поля. При воздействии на среду гармонической электромагнитной волной Е = А QS (wt — Kz) поляризация диэлектрика изменяется во времени по закону р = ро os at с той же частотой, что и частота падающей электромагнитной волны. Изменение поляризации во времени определяется изменением электрического момента диполей, поэтому в диэлектрике возникает переизлученное поле той же частоты. [c.75]

Известно [Л. 131], что при наложении постоянного электрического поля высокой напряженности на дисперсии металлов или полупроводников в жидких диэлектриках возникают ориентированные структуры. Под действием электрического поля происходит агрегатирование частиц дисперсий и их организация в структуры, растущие вдоль силовых линий поля. Исследованиями установлено, что при напряженности поля больше критической происходит электрический пробой суспензий, после чего они из диэлектриков превращаются в металлические проводники электрического тока. При этом пробой обусловлен образованием проводящего мостика из частиц проводников или полупроводников. В указанных выше работах в качестве диэлектриков применялись вазелиновое масло, авиационный бензин, бензол, нитробензол, серный эфир и т. д. Исследовались суспензии алюминия, меди, платины, карбида бора, закиси меди. В более поздних работах [Л. 132] исследовалось формирование структур металлонаполненных полимерных композиций в электрическом поле. Образующиеся при этом токо- [c.228]

Области, в которых поляризованные заряженные частицы образуют диполи одинаковой ориентации, называются доменами. Если на сегнетозлектрик начнет действовать внешнее электрическое поле, домены начнут постепенно ориентироваться в направлении действия поля. В первый момент, когда внешнее поле еще не в состоянии повлиять на переориентацию противоположно направленных доменов, изменение поляризации будет протекать линейно, как у обычного диэлектрика (на рис. 49 —по участку прямой ОА). При возрастании напряженности электрического поля начнут переориентироваться в положительном направлении домены, направленные в противоположную сторону. Возрастание поляризации будет протекать по нелинейному закону, все время увеличивая эффект поляризации (участок ЛВ). [c.194]

Причина возникновения потенциалов и мощных электрических полей с напряженностью до сотен кВ/см — использование разнородных металов с разной работой выхода электрона и высокой контактной разностью потенциалов. Кроме того, создание электрических полей происходит в результате термоэлектронной эмиссии, экзоэлектронной эмиссии (эффект Крамера), электро-лизации и накопления электростатических зарядов в жидком диэлектрике — смазочном материале в результате трения. [c.227]

Время развития электрохимических процессов при старении, т. е, время, проходящее между включением напряжения и разрушением диэлектрика в электрическом поле, принято называть долговечностью диэлектрика или сроком службы (иногда — временем жизни) Тд. Как и при других формах пробоя, Тд оказывается тем меньше, чем выше величина электрической напряженности. Электрическому старению подвержены в основном органические диэлектрики (по-Л1. меры), но в ряде случаев это явление отмечалось и для неорганических твердых диэлектриков (кристаллов и поликристаллов). Механизмы электродеграда-иип в этих классах диэлектриков различны, но некоторые экспериментальные характеристики, описывающие старение, имеют общие черты. [c.56]

Эффект выравнивания электрического поля благодаря короиированию в газовых прослойках, наблюдаемый при атмосферном давлении газа, с повышением давления уменьшается (рис. 3.19) соответственно и рост повышения напряжения перекрытия при этом сильно снижается. При давлениях, при которых перекрытие происходит без предварительного ко-ронирования, на значение напряжения перекрытия особенно сильно влияет численное значение диэлектрической проницаемости диэлектрика. Напряжение. .перекрытия при диэлектрике из фторопласта, у которого е,=2, существенно выше, чем при диэлектрике из эпоксидного кймпаунда, у которого бг=4 рис. 3.19). Если газовые полости, находящиеся у края диэлектрика, снижают напряжение перекрытия, то полости закрытые и полости, находящиеся [c.55]

Наложение достаточно сильного электрического поля на жидкий диэлектрик вызывает холодную эмиссию с катода. Возникающий при этом ток в жидкости экспоненциально тзозрастает в связи с развитием ударной ионизации электронами. При этом происходит иа-накопление положительного объемного заряда, который увеличивает напряженность электрического поля у катода. В результате поддерживается развитие ударной ионизации за счет увеличивающейся хд-. [c.46]

С точки зрения классической электромагнитной теории ВРМБ можно рассматривать как процесс параметрического усиления упругой волны с частотой й и холостой электромагнитной волны с частотой со—й за счет энергии мощной электромагнитной волны накачки с частотой со. Поясним это. При больших значениях напряженности электрического поля световой волны становится существенным не только влияние создаваемых упругой волной оптических неоднородностей на распространение света, но и влияние света на оптические параметры среды. Такое влияние обусловлено, в частности, явлением электрострикции в электрическом поле в диэлектрике возникает дополнительное давление, пропорциональное квадрату напряженности электрического поля Пусть, например, в [c.499]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...