Электрические свойства и методы испытания диэлектриков

на них электростатического поля делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики.
Диэлектрики  –

вещества, которые плохо проводят или совсем не проводят электрический ток. К диэлектрикам относят воздух, некоторые газы, стекло, пластмассы, различные смолы, многие виды резины.

предназначены для электрической изоляции.
Назначение электрической изоляции –воспрепятствовать прохождению электрического

тока путями, нежелательными для работы конкретной электрической цепи;
– поляризуемость в электрическом поле – позволяет использовать электроизоляционные материалы в качестве конденсаторных, т.е. для создания конденсаторов с заданными емкостными характеристиками.
Благодаря исключительно малой электропроводности, а следовательно, пренебрежимо малой электронной составляющей теплопроводности, диэлектрики выполняют роль не только электроизоляторов, но и теплоизоляционных материалов.

и поверхностное)
диэлектрическая проницаемость
значение диэлектрических потерь

которой понимают минимальную напряженность однородного электрического поля, приводящую к пробою.

Для вычисления электрической прочности необходимо предварительно измерить пробивное напряжение Uпр. Если Uпр выражено в вольтах, а толщина диэлектрика в месте пробоя – в метрах, то электрическая прочность Eпр выражается в вольтах на метр (В/м).

напряженности электрического поля внутри образца к плотности тока .

участка поверхности твердого диэлектрика в форме квадрата при протекании электрического

тока между двумя противоположными сторонами этого квадрата.

сопротивления (а) плоского образца диэлектрического материала.

в состав диэлектрика, при приложении к нему электрического поля.
Емкость

конденсатора, имеющего на пластинах заряд Q и заполненного вакуумом, C0 = Q / U0,
где U0 – разность потенциалов. После того, как в зазор будет вставлен диэлектрик,
C = Q / U = εС0.
Величину ε = E0 / E (E – напряженность электрического поля ) называют относительной диэлектрической проницаемостью, она зависит от свойств диэлектрика и характеризует уменьшение силы взаимодействия электрических зарядов в диэлектрике по сравнению с вакуумом.

диэлектрике под действием приложенного к нему напряжения рассеивается, превращаясь в

теплоту.
Потери складываются из:
мощности, теряемой при прохождении постоянного сквозного тока утечки через сопротивление изоляции, в соответствии с законом Джоуля–Ленца – омические потери:
Pскв = UI =U 2 / R = I 2R;
потерь при переменных токах, обусловленных процессами миграционной и релаксационной поляризаций – собственно диэлектрические потери;
ионизационных диэлектрических потерь, связанных с ионизацией диэлектриков в газообразном состоянии, наличием газовых включений в твердых телах.
В качестве характеристики материалов обычно используются удельные диэлектрические потери p – потери, отнесенные к единице массы, Вт/кг, или к единице объема материала (плотность мощности потерь), Вт/м3.

E = E0exp(iωτ)

через диэлектрик течет ток, который представляет собой сумму плотности сквозного тока iскв и плотности тока смещения iсм:
Полный ток подразделяется на активную ia и реактивную ir составляющие: i = ia + ir; ia = (γ + ε0ε”ω)E; ir = ε0ε’ωE.
В чисто емкостной цепи полные потери составляют:
P = Uia = Uirtgδ = U 2ωC tgδ;
tgδ = ia / ir,
где δ – угол диэлектрических потерь.
Значение tgδ для лучших электроизоляцион-ных материалов составляет ~10–5÷10–4.
Диэлектрические потери увеличиваются с ростом температуры.
Добротность изоляции Q = 1 / tgδ.

Резкое увеличение tgδ с некоторого значения Uион связано с ионизацией воздушных включений или других газов в изоляции.

электроснабжения. И поэтому исследование основных процессов, протекающих в диэлектриках, изучение

методов измерения основных характеристик диэлектриков и их испытание – задача очень важная и актуальная