Kabla ya kuzingatia mifumo ya uchanganuzi wa dielectri, hebu tujaribu kujua vipengele vya nyenzo hizi. Nyenzo za kuhami umeme ni vitu vinavyokuruhusu kutenga sehemu za vifaa vya umeme au vipengee vya saketi ambavyo vina uwezo tofauti wa umeme.
Sifa za nyenzo
Ikilinganishwa na nyenzo za conductive, vihami vina upinzani wa juu zaidi wa umeme. Mali ya kawaida ya nyenzo hizi ni kuundwa kwa mashamba yenye nguvu ya umeme, pamoja na mkusanyiko wa nishati. Sifa hii inatumika sana katika vidhibiti.
Ainisho
Kulingana na hali ya kujumlisha, nyenzo zote za kuhami umeme zimegawanywa kuwa kioevu, gesi, ngumu. Kubwa zaidi ni kundi la mwisho la dielectri. Hizi ni pamoja na plastiki, keramik, nyenzo za polima nyingi.
Kulingana na muundo wa kemikali, nyenzo za kuhami za umeme zimegawanywa katika isokaboni na kikaboni.
Kaboni hufanya kama kipengele kikuu cha kemikali katika vihami-hai. Kiwango cha juu cha halijoto kuhimilinyenzo isokaboni: keramik, mica.
Kulingana na njia ya kupata dielectri, ni desturi kugawanya katika synthetic na asili (asili). Kila aina ina sifa fulani. Kwa sasa, dutu sintetiki ni kundi kubwa.
Nyenzo thabiti za dielectri zimegawanywa zaidi katika vijamii tofauti kulingana na muundo, muundo, sifa za kiteknolojia za nyenzo. Kwa mfano, kuna nta, kauri, madini, vihami filamu.
Nyenzo hizi zote zina sifa ya upitishaji umeme. Baada ya muda, vitu vile vinaonyesha mabadiliko katika thamani ya sasa kutokana na kupungua kwa sasa ya kunyonya. Kutoka wakati fulani katika nyenzo za kuhami za umeme kuna mkondo wa conduction tu, kwa thamani ambayo mali ya nyenzo hii inategemea.
Vipengele vya Mchakato
Ikiwa nguvu ya sehemu ya umeme ni kubwa kuliko kikomo cha nguvu za umeme, hitilafu ya dielectri hutokea. Huu ni mchakato wa uharibifu wake. Husababisha hasara mahali pa kuharibika kwa nyenzo kama hizo za sifa zake za awali za kuhami umeme.
Kiwango cha kuvunjika ni thamani ambayo mtengano wa dielectri hutokea.
Nguvu ya dielectric inaangaziwa kwa thamani ya uthabiti wa sehemu.
Mchanganyiko wa dielectri thabiti ni mchakato wa umeme au wa joto. Ni kwa msingi wa matukio ambayo husababisha kuongezeka kwa maporomoko ya theluji katika nyenzo dhabiti za kuhami za thamanimkondo wa umeme.
Mchanganuo wa dielectri thabiti una sifa bainifu:
- kutokuwepo au utegemezi hafifu juu ya halijoto na voltage ya thamani ya upitishaji;
- nguvu ya umeme ya nyenzo katika uga sare, bila kujali unene wa nyenzo ya dielectri iliyotumika;
- vikomo finyu vya nguvu za mitambo;
- kwanza, mkondo wa sasa huongezeka kwa kasi, na uharibifu wa dielectri imara huambatana na ongezeko la ghafla la sasa;
- katika uga usiofanana, mchakato huu hutokea katika mahali penye uwezo wa juu zaidi wa uga.
Mchanganuo wa joto
Inaonekana wakati kuna upotevu mkubwa wa dielectri, wakati nyenzo inapokanzwa na vyanzo vingine vya joto, wakati nishati ya joto imetolewa vibaya. Uharibifu huo wa dielectric unaambatana na ongezeko la sasa la umeme kutokana na kupungua kwa kasi kwa upinzani katika eneo ambalo uendeshaji wa joto huharibika. Utaratibu sawa unazingatiwa mpaka uharibifu kamili wa joto wa dielectri hutokea mahali dhaifu. Kwa mfano, nyenzo asili dhabiti ya kuhami joto itayeyuka.
Ishara
Mchanganyiko wa dielectric una sifa bainifu:
- hutokea mahali pa kuondolewa joto kwa ubora duni kwa mazingira;
- voltage ya kuvunjika hupungua kwa kuongezeka kwa halijoto iliyoko;
- nguvu za umeme zinawiana kinyume na unene wa dielectrisafu.
Sifa za jumla
Hebu tuangazie aina kuu za uchanganuzi wa dielectrics. Kiini cha mchakato kiko katika kupoteza nyenzo za kuhami za umeme za sifa zake wakati thamani muhimu ya nguvu ya shamba la umeme inazidi. Kuna aina kadhaa za mchakato huu:
- kuharibika kwa umeme kwa dielectric;
- mchakato wa joto;
- kuzeeka kwa kemikali ya kielektroniki.
Lahaja ya kielektroniki hutokea kutokana na athari ya kuainishwa kwa elektroni hasi, kuonekana katika sehemu yenye nguvu ya umeme. Mchakato huu unaambatana na ongezeko kubwa la msongamano wa sasa.
Sababu ya mchakato wa joto katika insulator ni ongezeko la kiasi cha joto kinachozalishwa na mfumo kutokana na athari za conductivity ya umeme au kutokana na hasara ya dielectric. Matokeo ya kuharibika vile ni uharibifu wa joto wa nyenzo za kuhami za umeme.
Wakati voltage ya kuharibika ya dielectri inabadilika, mabadiliko hutokea katika muundo wa nyenzo ya kuhami umeme, na muundo wa kemikali wa dielectri pia hubadilika. Matokeo yake, upungufu usioweza kurekebishwa katika upinzani wa insulation huzingatiwa. Katika hali hii, kuzeeka kwa umeme kwa dielectri hutokea.
Katika hali ya gesi
Mchanganyiko wa dielectri za gesi hutokeaje? Kutokana na mionzi ya cosmic na ya mionzi, kuna idadi ndogo ya chembe za kushtakiwa kwenye mapengo ya hewa. Kuna kuongeza kasi ya elektroni hasi kwenye uwanja, kama matokeo ambayo wanapata nishati ya ziada, ambayo thamani yake inategemea moja kwa moja juu ya nguvu ya shamba na.maana ya urefu wa njia ya chembe kabla ya mgongano. Kwa thamani kubwa ya nguvu, ongezeko la mtiririko wa elektroni huzingatiwa, ambayo husababisha kuvunjika kwa pengo. Utaratibu huu unaathiriwa na mambo kadhaa. Muhimu zaidi kati ya hizi ni chaguo la shamba. Kuna uhusiano wa moja kwa moja kati ya nguvu ya umeme ya gesi na shinikizo na halijoto.
Kimiminiko cha wastani
Mchanganuo wa dielectri za kioevu unahusiana na usafi wa nyenzo ya kuhami umeme. Kuna digrii tatu:
- yaliyomo ya uchafu thabiti wa mitambo na maji ya emulsion kwenye dielectri;
- safi kiufundi;
- imesafishwa vizuri na kuondolewa gesi.
Katika dielectri za kioevu zilizosafishwa kwa uangalifu, kuna toleo la umeme pekee la kuharibika. Kwa sababu ya tofauti kubwa ya msongamano wa kioevu na gesi, urefu wa njia ya elektroni hupungua, ambayo husababisha kuongezeka kwa voltage ya kuvunjika.
Katika tasnia ya kisasa ya nishati ya umeme, aina safi za kiufundi za dielectric za kioevu hutumiwa, uwepo mdogo tu wa uchafu ndani yake unaruhusiwa.
Lazima izingatiwe kwamba hata kiwango cha chini cha maji ya emulsion katika nyenzo ya kuhami umeme ya kioevu husababisha kupungua kwa nguvu ya umeme.
Kwa hivyo, nguvu ya dielectri na utengano wa dielectri ni viwango vinavyohusiana. Hebu tuchunguze utaratibu wa kuvunjika kwa kati ya kioevu. Matone ya maji ya emulsion ni polarized katika uwanja wa umeme, kisha huanguka kwenye nafasi kati ya electrodes ya polar. Hapa zimeharibika, zimeunganishwa, na madaraja huundwa,na upinzani mdogo wa umeme. Ni juu yao kwamba mtihani hutokea. Kuonekana kwa madaraja husababisha kupungua kwa nguvu kwa mafuta.
Sifa za nyenzo za kuhami umeme
Aina zinazozingatiwa za uchanganuzi wa dielectri thabiti zimepata matumizi yake katika uhandisi wa kisasa wa umeme.
Miongoni mwa vifaa vya dielectric kimiminika na nusu-kioevu vinavyotumika sasa katika teknolojia, mafuta ya transfoma na capacitor, pamoja na vimiminika vya sanisi: sovtol, sovol.
Mafuta ya madini hupatikana kutokana na kunereka kwa sehemu ya mafuta yasiyosafishwa. Kati ya aina zao za kibinafsi kuna tofauti za mnato, sifa za umeme.
Kwa mfano, mafuta ya kebo na capacitor yana ubora wa juu, kwa hivyo yana sifa bora za dielectric. Vimiminika vya syntetisk visivyoweza kuwaka ni sovtol na sovol. Ili kupata ya kwanza, mmenyuko wa klorini wa diphenyl ya fuwele hufanyika. Kioevu hiki cha uwazi cha viscous ni sumu na kinaweza kuwasha utando wa mucous, kwa hivyo, wakati wa kufanya kazi na dielectri kama hiyo, tahadhari lazima zizingatiwe kwa uangalifu.
Sovtol ni mchanganyiko wa triklorobenzene na sovol, kwa hivyo nyenzo hii ya kuhami umeme ina sifa ya mnato mdogo.
Vimiminika vyote viwili vya sanisi hutumika kuwatia mimba vibano vya kisasa vya karatasi vilivyosakinishwa katika vifaa vya viwanda vya AC na DC.
Haivifaa vya dielectric vya juu-polymer vinajumuishwa na molekuli nyingi za monoma. Amber, mpira asilia, ina sifa za juu za dielectric.
Nyenzo zenye nta kama vile ceresini na mafuta ya taa zina kiwango tofauti cha kuyeyuka. Dielectri kama hizo zina muundo wa polycrystalline.
Katika uhandisi wa kisasa wa umeme, plastiki, ambazo ni nyenzo za mchanganyiko, zinahitajika. Zina vyenye polima, resini, rangi, mawakala wa kuimarisha, pamoja na vipengele vya plastiki. Kulingana na uhusiano wao na joto, zimeainishwa katika vifaa vya thermoplastic na thermoset.
Kwa kazi ya hewani, kadibodi ya umeme hutumiwa, ambayo ina muundo mnene ikilinganishwa na nyenzo za kawaida.
Kati ya nyenzo za kuhami za umeme zilizowekwa safu na sifa za dielectric, tunaangazia textolite, getinaks, fiberglass. Laminates hizi, zinazotumia silikoni au resini za resole kama kiunganishi, ni dielectri bora zaidi.
Sababu za tukio
Kuna sababu mbalimbali za kuharibika kwa dielectri. Kwa hiyo, bado hakuna nadharia ya ulimwengu wote ambayo inaweza kuelezea kikamilifu mchakato huu wa kimwili. Bila kujali chaguo la insulation, katika tukio la kuvunjika, njia ya conductivity maalum huundwa, ukubwa wa ambayo inaongoza kwa mzunguko mfupi katika kifaa hiki cha umeme. Je, matokeo ya mchakato huo ni nini? Kuna uwezekano mkubwa wa dharura, kama matokeo ya ambayokifaa cha umeme kitaondolewa huduma.
Kulingana na mfumo wa insulation, uchanganuzi unaweza kuwa na maonyesho tofauti. Kwa dielectri imara, kituo huhifadhi conductivity muhimu hata baada ya kuzimwa kwa sasa. Vifaa vya kuhami umeme vya gesi na kioevu vina sifa ya uhamaji mkubwa wa elektroni zilizoshtakiwa. Kwa hivyo, kuna urejesho wa papo hapo wa chaneli ya kuvunjika kutokana na mabadiliko ya voltage.
Katika vimiminika, kuvunjika husababishwa na michakato mbalimbali. Kwanza, inhomogeneities ya macho huundwa katika nafasi kati ya electrodes, katika maeneo haya kioevu hupoteza uwazi wake. Nadharia ya A. Gemant inazingatia kuvunjika kwa dielectri ya kioevu kama emulsion. Kulingana na mahesabu yaliyofanywa na wanasayansi, kwa sababu ya hatua ya uwanja wa umeme, matone ya unyevu huchukua fomu ya dipole iliyoinuliwa. Katika hali ya nguvu ya juu ya uga, huchanganyika, ambayo huchangia kutokwa kwa chaneli iliyoundwa.
Wakati wa kufanya majaribio mengi, ilibainika kuwa ikiwa kuna gesi kwenye kioevu, basi kwa ongezeko kubwa la voltage, Bubbles itaonekana kabla ya kuvunjika. Wakati huo huo, voltage ya kuvunjika kwa vimiminika vile hupungua kwa shinikizo la kupungua au kwa joto linaloongezeka.
Hitimisho
Nyenzo za kisasa za dielectri zinaboreka kadri tasnia ya umeme inavyoendelea. Kwa sasa, teknolojia ya kuunda aina mbalimbali za dielectri imeboreshwa sana hivi kwamba inawezekana kuunda dielectri zisizo na gharama na utendaji wa juu.
Miongoni mwaNyenzo zinazohitajika zaidi na sifa zinazofanana ni za riba hasa kwa kioo na enamels za kioo. Ufungaji, alkali, taa, capacitor, aina nyingine za nyenzo hii ni vitu vya muundo wa amorphous. Wakati oksidi za kalsiamu na alumini zinaongezwa kwenye mchanganyiko, inawezekana kuboresha sifa za dielectri za nyenzo na kupunguza uwezekano wa kuvunjika.
Enameli za glasi ni nyenzo ambazo safu nyembamba ya glasi huwekwa kwenye uso wa chuma. Teknolojia hii hutoa ulinzi wa kuaminika dhidi ya kutu.
Nyenzo zote zilizo na sifa za kuhami umeme zinatumika sana katika teknolojia ya kisasa. Ikiwa uharibifu wa dielectric utazuiwa kwa wakati, inawezekana kabisa kuzuia uharibifu wa vifaa vya gharama kubwa.
