- •Загальна характеристика сфер застосування електротехнічних матеріалів.
- •Поляризація діелектриків. Основні фізичні і технічні параметри, які характеризують поляризацію.
- •Основні види та механізми поляризації, їхні особливості. Класифікація діелектриків за видами поляризації.
- •Особливості спонтанної поляризації та її залежність від температури та частоти.
- •Залежність діелектричної проникності діелектриків з різною структурою від температури та частоти.
- •Основні класи активних діелектриків, особливості їх поляризації та області застосування.
- •Електропровідність твердих діелектриків. Вплив зовнішніх факторів на об’ємний та поверхневий питомі опори, методи їх вимірювання.
- •Електропровідність газів, несамостійна та самостійна провідність газів, струм насичення в газах.
- •Загальна характеристика явища пробою діелектриків. Види пробою.
- •Вплив зовнішніх факторів на діелектричні втрати.
- •Фізика електричного пробою в однорідному полі.
- •Вплив електронегативності газів на їхню електричну міцність.
- •Залежність електричної міцності газів від тиску і відстані між електродами. Закон Пашена.
- •Теорія теплового пробою діелектриків.
- •Вплив характеристик діелектрика і зовнішніх факторів на пробивну напругу при тепловому пробої.
- •Часткові розряди в діелектриках і характеристики їхньої інтенсивності.
- •Вологість, гігроскопічність, змочуваність, вологопроникність діелектричних матеріалів і їх вплив на експлуатаційні характеристики ізоляції.
- •Класи нагрівостійкості електричної ізоляції, температурний індекс і профіль нагрівостійкості ізоляційних матеріалів.
- •Вплив радіоактивного опромінювання на електричні, механічні та теплові властивості діелектриків.
- •Природні та синтетичні рідинні електроізоляційні матеріали, їхні властивості, особливості та основні області застосування.
- •Класифікація твердих діелектриків за різними критеріями, особливості та області застосування твердих діелектриків.
- •Електроізоляційне скло і матеріали на його основі.
- •Найважливіші типи керамічних електроізоляційних матеріалів та області їхнього застосування.
- •Класифікація і області застосування полімерних діелектриків і пластмас.
- •Основні полімерні діелектричні матеріали, їхні властивості і застосування.
- •Еластомери, їхні властивості і застосування.
- •Лаки, емалі і компаунди, їхні властивості і застосування.
- •Волокнисті електроізоляційні матеріали (органічні і неорганічні), їхні властивості і застосування.
- •Загальна характеристика активних діелектриків.
- •Основні властивості провідникових матеріалів.
- •Провідникові матеріали високої провідності: властивості і застосування.
- •Провідникові матеріали високого опору: властивості і застосування.
- •Термопарні матеріали: властивості і застосування.
- •Припої і провідникові матеріали для електричних контактів: властивості і застосування.
- •Надпровідникові і кріорезистивні матеріали: властивості і застосування.
- •Загальна характеристика і класифікація напівпровідників.
- •Вплив зовнішніх факторів на електропровідність напівпровідників.
- •Термоелектричні явища в напівпровідниках і їхні застосування.
- •Магнітоелектричні явища в напівпровідниках і їхні застосування.
- •Магнітні властивості речовини і загальна класифікація магнітних матеріалів.
- •Магнітом’які матеріали, їхні властивості і застосування.
- •Технічно чисте залізо(низьковуглицева сталь);
- •Магнітотверді матеріали, їхні властивості і застосування.
- •Литі висококоерцитивні сплави.
Вплив зовнішніх факторів на діелектричні втрати.
Діелектричні втрати на електропровідність зумовлені витратами енергії на переміщення вільних носіїв заряду, тому логічно чекати, що температурні залеж-ності діелектричних втрат і електропровідності в цьому випадку описуються однаковими законами. Дійсно, у широкому діапазоні температур tg =B exp[-(W/кТ)], де W- енергія активації електропровідності.
Температурна залежність релаксаційних втрат визначається видом зв’язаних зарядів, що беруть участь у непружному зміщенні. У ви¬падку іонно-релаксаційної поляризації підвищення температури приводить до експоненці-ального зростання концентрації зв’язаних зарядів, що беруть участь у процесі поляризації, тому релаксаційні втрати також повинні експоненціально зростати у широкому діапазоні темпе¬ратур.
У випадку дипольно-релаксаційної поляризації діелектричні втра¬ти пов’язані з витратами електричної енергії на орієнтацію полярних молекул. За низьких температур, коли молекули не можуть непружно орієнтуватись в електричному полі, діелектричні втрати малі.
При спонтанній поляризації найбільший вклад у діелектричні втрати вносять процеси переполяризації доменів у силу гістерезисного характеру. Ці втрати, як і дипольно-релаксаційні, у залежності від температури мають максимум, положення якого, однак, не залежить від частоти прикладеної напруги.
Температурна залежність іонізаційних втрат, що виникають при напрузі, вищій за напругу виникнення часткових розрядів (U>Uвчр), зумовлена температурними залежностями г твердого діелектрика та напруги пробою газу в порах. У відкритих, сполучених із зовнішнім середовищем порах спостерігається ріст іонізаційних втрат, пов’язаний зі зниженням пробивної напруги. У закритих порах іонізаційні втрати слабко змінюються з температурою.
При підвищених напруженостях електричного поля в діелектриках можуть спостерігатися іонізаційні втрати.
Іонізаційні втрати в газах і газових порожнинах твердих діелектриків можна описати степеневою функцією напруженості поля:
P = Af(E - Eвчр)m,
де А - коефіцієнт, що залежить від виду матеріалу, конструктивних особливостей, геометричних розмірів і дефектності діелектрика;
E - напруженість поля, за якої стають можливими іонізаційні процеси;
m – емпіричний коефіцієнт, для втрат в газах m = 3, для часткових розрядів у твердих діелектриках при змінній напрузі m = 3...11, при постійній - m = 10...14.
При E>Евчр tg ~Em-2 тому що реактивна потужність пропорційна E2 . Для одиничної великої порожнини
P~E , tg ~E-1 .
Іонізаційні втрати в широкому діапазоні частот (до 105 Гц) лінійно зростають з частотою.
Загальна характеристика явища пробою діелектриків. Види пробою.
Пробій - явище утворення в діелектрику провідного каналу під дією елект-ричного поля.
Пробій електричної ізоляції в постійному або змінному електричному полі пов'язують із різким нестаціонарним ростом провідності або діелектричних втрат. Причина їхнього зростання полягає в різкому збільшенні концентрації носіїв струму - електронів або дірок - внаслідок або ударної іонізації, або розігрівання діелектрика. Відповідно до цього розрізняють електричну й теплову форми пробою ізоляції.
Відмітною рисою пробою є нестаціонарний характер струму, його наростання при спаді напруги на ізоляції, тобто наявність негативної ділянки вольт-амперної характеристики. Тому при пробої крім процесу, відповідального за наростання струму, повинен існувати процес, що забезпечує дію позитивного зворотного зв’язку в пробивному проміжку