Диэлектрические свойства гидравлических масел HYDREX™ и ENVIRON™

Гидравлические масла, используемые в гидравлических приводах автомобилей-вышек, должны иметь низкую электропроводность. Это связано в первую очередь с фактором работы рядом с источниками электричества. Хотя в отношении гидравлических масел не установлен минимальный отраслевой стандарт для напряжения пробоя диэлектрика, в этой отрасли (включающей применение трансформаторных масел) действуют очень жесткие требования и принят стандартный приемлемый уровень 30 кВ.

Гидравлические масла Petro-Canada производятся с учётом требований данного стандарта.

Для измерения напряжения пробоя диэлектрика разработано стандартное промышленное испытание ASTM D877. Диэлектрик — это изолирующая среда, находящаяся между двумя источниками электричества и отличающаяся плохой электропроводностью.

Способность гидравлического масла выдерживать высокое напряжение гарантирует более безопасную рабочую среду для персонала, занятого на подъемных работах.

Компания Petro-Canada Lubricants использует технологию глубокой гидроочистки нефти HT Purity Process, что позволяет добиться показателя чистоты масел 99,9%. Это важно, поскольку наличие в масле воды или других загрязняющих примесей существенно снижает его изоляционные качества.

В таблице ниже можно увидеть, что гидравлические масла Petro-Canada HYDREX и ENVIRON, благодаря своему составу, имеют высокое значение напряжения пробоя диэлектрика.

Напряжение пробоя диэлектрика, кВ (ASTM D877)

HYDREX AW	HYDREX MV	HYDREX XV	HYDREX AV Arctic 15	HYDREX EXTREME	ENVIRON AW	ENVIRON MV
44	48 — 58	38	45	52	46 — 58	52

Подробнее техническая сторона вопроса освещена в новом бюллетене компании, ознакомиться с которым можно по данной ссылке

Какие вещества проводят электрический ток

Из физики известно, что электрический ток – это направленное движение электрически заряженных частиц. Разные вещества проводят электрический ток по-разному. По способности передавать электрические заряды вещества делятся на ПРОВОДНИКИ и НЕПРОВОДНИКИ электричества.

Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут проходить от заряженного тела к незаряженному, в проводниках имеется очень много свободных заряженных частиц. Хорошие проводники электричества – это металлы, почва, вода с растворенными в ней солями, кислотами или щелочами, графит и некоторые виды органических веществ. Тело человека также проводит электричество. Это можно показать на опыте с электроскопом. Зарядим электроскоп с помощью эбонитовой или стеклянной палочки, стрелка отклонится Затем дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Стрелка тотчас вернётся в исходное положение – к нулю. Заряд с электроскопа уходит в наше тело. В данном опыте с небольшим зарядом это не опасно, но ощутимо «щёлкает» по пальцам. А большие заряды и токи опасны для жизни и здоровья.

Из металлов лучшие проводники электричества – серебро, медь, алюминий. Даже в обычной водопроводной воде растворено столько всевозможных солей, что она является весьма хорошим проводником, и об этом нельзя забывать, работая с электрооборудованием в условиях повышенной влажности иначе можно получить весьма ощутимый удар током, это опасно.

Проходя через живой организм электрический ток производит разные действия: термическое – ожоги определённых участков тела, нагрев кровеносных сосудов, крови, нервов; электролитическое (или химическое) – разложение крови и других органических жидкостей; биологическое – раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращением мышц, в том числе мышц сердца и лёгких. В результате всего этого могут возникнуть различные нарушения в организме вплоть до полной остановки работы сердца и лёгких.

Непроводниками называют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному, так как в диэлектриках очень мало свободных заряженных частиц.

Непроводниками электричества, или диэлектриками, являются эбонит, янтарь, фарфор, резина, различные пластмассы, шелк, капрон, масла, воздух (газы), стекло, плексиглас, сухое дерево и бумага. Изготовленные из диэлектриков тела называются ИЗОЛЯТОРАМИ (от итальянского слова ИЗОЛЯРО – уединять).

Проводники служат для передачи на расстояние электрической энергии (электрического тока), именно из них, в основном, изготавливаются высоковольтные электрические кабели, бытовая электропроводка. Изоляторы используются для обособления, изолирования проводников и обеспечения безопасности людей при работе с электроприборами. Для передачи электроэнергии необходимо собрать замкнутую электрическую цепь, в которую входят источник электрической энергии, проводники, по которым от этого источника электрический ток поступает к потребителям электрической энергии, и сами потребители.

При проведении опытов по электричеству всегда используются и проводники, и диэлектрики. Например, используя два электроскопа, мы зарядили один из них отрицательным зарядом, полученным на эбонитовой палочке при её трении о шерсть.

При этом стрелка электроскопа отклонилась, показывая наличие заряда на нём. Если затем взять металлический стержень на изолирующей пластмассовой рукоятке и соединить заряженный электроскоп с незаряженным, то по проводящему ток стержню заряды частично перейдут на второй электроскоп , а вот разрядки электроскопа, как в случае его касания голой рукой, не происходит, так как рукоятка не проводит ток к руке человека. Именно поэтому рукоятки различных инструментов, например отвёрток, плоскогубцев, кусачек, делают из непроводящих материалов.

Основные меры защиты от поражения электрическим током:

• обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения,

• защитное заземление, защитное отключение электроприборов;

• использование по возможности низких напряжений, особенно во влажных помещениях;

• применение двойной изоляции.

Знание и соблюдение правил техники безопасности при работе с электрическим током и различными электроприборами обязательно и для взрослых, и для детей. Чтобы учащимся младших классов было легче запомнить эти правила, можно использовать различные запоминающиеся плакаты, стихи. Примеры я подобрал из различных источников, кое-что придумал сам и оформил как советы по электробезопасности в приложении 1 к моей работе. В приложении 2 приведены меры первой помощи при поражении электрическим током.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ

Электропроводность веществ можно испытать с помощью специального прибора, но мы использовали обычную электрическую цепь. Главный элемент любой электрической цепи – источник электрического тока. Без него электрическая цепь не будет работать. Когда вы включаете в розетку вилку питающего шнура телевизора, для электрического утюга, чайников и других электроприборов – потребителей электрической энергии, то вы, по сути, подключаетесь к электростанции – производителю этой электроэнергии.

Для того чтобы проверить электропроводность твердых веществ, я собрал электрическую цепь , в которую входили: источник тока, ключ для замыкания и размыкания цепи, лампа для того, чтобы проверить, есть ток или нет, и контакты для подключения вещества в цепь.

Когда контакты помещают в вещество, становится ясно, проводит ли это вещество ток. Если вещество проводит электрический ток, цепь замыкается, и лампочка загорается . Если вещество неэлектропроводно, цепь остается разомкнутой, и лампочка не горит.

Опыт 1. Исследование твердых веществ.

В таблице 1 указаны десять твердых веществ, которые мы исследовали на электропроводность. В результате проверки выяснилось,

Таблица 1.

алюминий + пластмасса –

сталь + стекло –

латунь + орг. стекло –

медь + магнит –

древесина – резина – что алюминий, сталь, латунь, медь проводят электрический ток, а древесина, пластмасса, стекло, оргстекло, магнит и резина не проводят электрический ток.

Опыт 2. Исследование жидких веществ.

Для того, чтобы проверить электропроводность жидких веществ, мы изменили электрическую цепь (рис.  5). Кроме источника тока и ключа в цепь добавили амперметр вместо лампы и электролитический стакан вместо контактов.

Таблица 2.

чистая вода –

раствор поваренной соли +

раствор медного купороса +

раствор морской соли +

раствор сахара –

В электролитический стакан мы помещали разные жидкости. Если у амперметра при замыкании цепи стрелка отклонялась, значит, данная жидкость проводит электрический ток.

В результате нашего эксперимента выяснилось, что раствор поваренной соли, медного купороса и морской соли проводит электрический ток, а чистая вода и сахарный сироп – нет .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведённые опыты подтвердили, что некоторые вещества хорошо проводят ток, это различные металлы и растворы солей. Другие твёрдые и жидкие вещества являются диэлектриками, т. е. непроводниками, это пластмассы или резина, из которых делают изоляцию электропроводов и корпуса электрических приборов, и многие другие вещества.

Моя работа достаточно важна для меня и других школьников, так как для безопасной работы с электрическими приборами дома и в школе нужно знать, как поступать в некоторых жизненных ситуациях. Например, человека ударило током от оборванного провода. Ни в коем случае нельзя трогать этот провод и человека голыми руками. Нужно отодвинуть провод с помощью какого-то не проводящего ток предмета, например сухой деревянной палки.

Чтобы научить учеников младших классов правилам электробезопасности, можно использовать подготовленные мной советы.

что это? Отвечаем на вопрос. Свойства диэлектриков

Диэлектрик — это материал или вещество, которое практически не пропускает электрический ток. Такая проводимость получается вследствие небольшого количества электронов и ионов. Данные частицы образуются в не проводящем электрический ток материале только при достижении высоких температурных свойств. О том, что такое диэлектрик и пойдёт речь в этой статье.

Описание

Каждый электронный или радиотехнический проводник, полупроводник или заряженный диэлектрик пропускает через себя электрический ток, но особенность диэлектрика в том, что в нем даже при высоком напряжении свыше 550 В будет протекать ток малой величины. Электрический ток в диэлектрике — это движение заряженных частиц в определённом направлении (может быть положительным и отрицательным).

Виды токов

В основе электропроводимости диэлектриков лежат:

• Токи абсорбционные – ток, который протекает в диэлектрике при постоянном токе до тех пор, пока не достигнет состояния равновесия, изменяя направление при включении и подаче на него напряжения и при отключении. При переменном токе напряжённость в диэлектрике будет присутствовать в нём всё время, пока находится в действии электрического поля.
• Электронная электропроводность – перемещение электронов под действием поля.
• Ионная электропроводность – представляет собой движение ионов. Находится в растворах электролитов – соли, кислоты, щёлочь, а так же во многих диэлектриках.
• Молионная электропроводность – движение заряженных частиц, называемых молионами. Находится в коллоидных системах, эмульсиях и суспензиях. Явление движения молионов в электрическом поле называется электрофорезом.

Электроизоляционные материалы классифицируют по агрегатному состоянию и химической природе. Первые делятся на твёрдые, жидкостные, газообразные и затвердевающие. По химической природе делятся на органику, неорганику и элементоорганические материалы.

Электропроводимость диэлектриков по агрегатному состоянию:

• Электропроводимость газов. У газообразных веществ достаточно малая проводимость тока. Он может возникать при наличии свободных заряженных частиц, что появляется из-за воздействия внешних и внутренних, электронных и ионных факторов: излучение рентгена и радиоактивного вида, соударение молекул и заряженных частиц, тепловые факторы.
• Электропроводимость жидкого диэлектрика. Факторы зависимости: структура молекулы, температура, примеси, присутствие крупных зарядов электронов и ионов. Электропроводимость жидких диэлектриков во многом зависит от наличия влаги и примесей. Проводимость электричества полярных веществ создаётся ещё при помощи жидкости с диссоциированными ионами. При сравнении полярных и неполярных жидкостей, явное преимущество в проводимости имеют первые. Если очистить жидкость от примесей, то это поспособствует уменьшению её проводимых свойств. При росте проводимости жидкого вещества и его температуры возникает уменьшение её вязкости, приводящее к увеличению подвижности ионов.
• Твёрдые диэлектрики. Их электропроводимость обуславливается как перемещение заряженных частиц диэлектрика и примесей. В сильных полях электрического тока выявляется электропроводимость.

Физические свойства диэлектриков

При удельном сопротивлении материала равном меньше 10-5 Ом*м их можно отнести к проводникам. Если больше 108 Ом*м — к диэлектрикам. Возможны случаи, когда удельное сопротивление будет в разы больше сопротивления проводника. В интервале 10-5-108 Ом*м находится полупроводник. Металлический материал — отличный проводник электрического тока.

Из всей таблицы Менделеева только 25 элементов относятся к неметаллам, причём 12 из них, возможно, будут со свойствами полупроводника. Но, разумеется, кроме веществ таблицы, существует ещё множество сплавов, композиций или химических соединений со свойством проводника, полупроводника или диэлектрика. Исходя из этого, трудно провести определённую грань значений различных веществ с их сопротивлениями. Для примера, при пониженном температурном факторе полупроводник станет вести себя подобно диэлектрику.

Применение

Использование не проводящих электрический ток материалов очень обширно, ведь это один из популярно используемых классов электротехнических компонентов. Стало достаточно ясно, что их можно применять благодаря свойствам в активном и пассивном виде.

В пассивном виде свойства диэлектриков используют для применения в электроизоляционном материале.

В активном виде они используются в сегнетоэлектрике, а также в материалах для излучателей лазерной техники.

Основные диэлектрики

К часто встречающимся видам относятся:

• Стекло.
• Резина.
• Нефть.
• Асфальт.
• Фарфор.
• Кварц.
• Воздух.
• Алмаз.
• Чистая вода.
• Пластмасса.

Что такое диэлектрик жидкий?

Поляризация данного вида происходит в поле электрического тока. Жидкостные токонепроводящие вещества используются в технике для заливки или пропитки материалов. Есть 3 класса жидких диэлектриков:

Нефтяные масла – являются слабовязкими и в основном неполярными. Их часто используют в высоковольтных аппаратурах: масло трансформаторное, высоковольтные воды. Масло трансформаторное — это неполярный диэлектрик. Кабельное масло нашло применение в пропитке изоляционно-бумажных проводов с напряжением на них до 40 кВ, а также покрытий на основе металла с током больше 120 кВ. Масло трансформаторное по сравнению с конденсаторным имеет более чистую структуру. Данный вид диэлектрика получил широкое распространение в производстве, несмотря на большую себестоимость по сравнению с аналоговыми веществами и материалами.

Что такое диэлектрик синтетический? В настоящее время практически везде он запрещён из-за высокой токсичности, так как производится на основе хлорированного углерода. А жидкий диэлектрик, в основе которого кремний органический, является безопасным и экологически чистым. Данный вид не вызывает металлической ржавчины и имеет свойства малой гигроскопичности. Существует разжиженный диэлектрик, содержащий фторорганическое соединение, которое особо популярно из-за своей негорючести, термических свойств и окислительной стабильности.

И последний вид, это растительные масла. Они являются слабо полярными диэлектриками, к ним относятся льняное, касторовое, тунговое, конопляное. Касторовое масло является сильно нагреваемым и применяется в бумажных конденсаторах. Остальные масла — испаряемые. Выпаривание в них обуславливается не естественным испарением, а химической реакцией под названием полимеризация. Активно применяется в эмалях и красках.

Заключение

В статье было подробно рассмотрено, что такое диэлектрик. Были упомянуты различные виды и их свойства. Конечно, чтобы понять всю тонкость их характеристик, придётся более углубленно изучить раздел физики о них.

Проводники, диэлектрики и поток электронов

Добавлено 20 сентября 2020 в 04:12

Сохранить или поделиться

Электроны атомов разных типов имеют разную степень свободы передвижения. В некоторых типах материалов, таких как металлы, внешние электроны в атомах настолько слабо связаны, что они хаотично перемещаются в пространстве между атомами этого материала не более чем под воздействием тепловой энергии комнатной температуры. Поскольку эти практически несвязанные электроны могут свободно покидать свои атомы и плавать в пространстве между соседними атомами, их часто называют свободными электронами.

Проводники и диэлектрики

В других типах материалов, таких как стекло, электроны атомов имеют очень маленькую свободу передвижения. Хотя внешние силы, такие как физическое трение, могут заставить некоторые из этих электронов покинуть свои атомы и перейти к атомам другого материала, они не так легко перемещаются между атомами внутри самого материала.

Эта относительная подвижность электронов в материале известна как электрическая проводимость (электропроводность). Электропроводность определяется типами атомов в материале (количество протонов в ядре каждого атома определяет его химическую идентичность) и тем, как атомы связаны друг с другом. Материалы с высокой подвижностью электронов (много свободных электронов) называются проводниками, а материалы с низкой подвижностью электронов (мало или совсем нет свободных электронов) называются диэлектриками. Ниже приведено несколько распространенных примеров проводников и диэлектриков:

Проводники	Диэлектрики
серебро медь золото алюминий железо сталь латунь бронза ртуть графит недистилированная вода бетон	стекло резина масло асфальт оптоволокно фарфор керамика кварц (сухой) хлопок (сухая) бумага (сухое) дерево пластмасса воздух алмаз дистилированная вода

Следует понимать, что не все проводящие материалы имеют одинаковый уровень проводимости, и не все диэлектрики одинаково устойчивы к движению электронов. Электропроводность аналогична прозрачности некоторых материалов для света: материалы, которые легко «проводят» свет, называются «прозрачными», а те, которые этого не делают, – «непрозрачными». Однако не все прозрачные материалы одинаково пропускают свет. Оконное стекло лучше, чем большинство пластиков, и, конечно, лучше, чем «прозрачное» стекловолокно. Так же и с электрическими проводниками, одни лучше других.

Например, серебро является лучшим проводником в списке «проводников», предлагая более легкий проход для электронов, чем любой другой упомянутый материал. Грязная вода и бетон также считаются проводниками, но эти материалы обладают значительно меньшей проводимостью, чем любой металл.

Также следует понимать, что некоторые материалы в зависимости от условий изменяют свои электрические свойства. Стекло, например, является очень хорошим диэлектриком при комнатной температуре, но становится проводником при нагревании до очень высокой температуры. Такие газы, как воздух, обычно изолирующие материалы, также становятся проводящими при нагревании до очень высоких температур. Большинство металлов при нагревании становятся худшими проводниками, а при охлаждении – лучшими. Многие проводящие материалы становятся идеально проводящими (это называется сверхпроводимостью) при чрезвычайно низких температурах.

Поток электронов / электрический ток

Хотя нормальное движение «свободных» электронов в проводнике является случайным, без определенного направления или скорости, электроны могут двигаться через проводящий материал и согласованным образом. Это движение электронов в заданном направлении мы называем электричеством или электрическим током. Точнее, это можно назвать динамическим электричеством в противоположность статическому электричеству, которое представляет собой неподвижное накопление электрического заряда. Подобно воде, протекающей через пустоту трубы, электроны могут перемещаться в пустом пространстве внутри и между атомами проводника. На наш взгляд проводник может показаться твердым, но любой материал, состоящий из атомов, по большей части представляет собой пустое пространство! Аналогия с потоком жидкости настолько уместна, что движение электронов через проводник часто называют «потоком».

Здесь можно сделать примечательное наблюдение. Поскольку каждый электрон планомерно движется через проводник, он толкает электрон впереди, и поэтому все электроны движутся вместе как группа. Начало и остановка потока электронов по всей длине проводящего пути происходит практически мгновенно от одного конца проводника до другого, даже если движение каждого электрона может быть очень медленным. Примерная аналогия – трубка, полностью заполненная шариками:

Рисунок 1 – Трубка с шариками, как аналогия потока электронов

Трубка наполнена шариками, так же как проводник полон свободных электронов, готовых к перемещению под действием внешнего воздействия. Если один шарик вставляется в эту полную трубку с левой стороны, другой шарик немедленно попытается выйти из трубки справа. Несмотря на то, что каждый шарик прошел лишь небольшое расстояние, передача движения через трубку происходит практически мгновенно от левого конца к правому, независимо от длины трубки. С электричеством общий эффект от одного конца проводника до другого происходит со скоростью света: быстрые 300 000 километров (~186 000 миль) в секунду!!! Однако каждый отдельный электрон движется через проводник гораздо медленнее.

Поток электронов через провод

Если мы хотим, чтобы электроны текли в определенном направлении в определенное место, мы должны обеспечить им правильный путь, точно так же, как водопроводчик должен установить трубопровод, чтобы вода текла туда, куда он хочет. Чтобы облегчить это, изготавливаются провода самых разных размеров из металлов с высокой проводимостью, таких как медь или алюминий.

Помните, что электроны могут течь только тогда, когда у них есть возможность перемещаться в пространстве между атомами материала. Это означает, что электрический ток может быть только там, где существует непрерывный путь из проводящего материала, обеспечивающий канал для прохождения электронов. В аналогии с трубкой, шарики могут втекать в левую сторону трубки (и, следовательно, через трубку) тогда и только тогда, когда трубка открыта с правой стороны для вытекания шариков. Если трубка заблокирована с правой стороны, шарики будут просто «накапливаться» внутри трубки, и «потока» шариков не будет. То же самое верно и для электрического тока: непрерывный поток электронов требует наличия непрерывного пути, разрешающего этот поток. Давайте посмотрим на рисунок, чтобы проиллюстрировать, как это работает:

Рисунок 2 – Провод

Тонкая сплошная линия (показанная выше) является условным обозначением непрерывного отрезка провода. Поскольку провод сделан из проводящего материала, такого как медь, составляющие его атомы имеют много свободных электронов, которые могут легко перемещаться по проводу. Однако в этом проводе никогда не будет непрерывного или равномерного потока электронов, если им не будет откуда взяться и куда идти. Давайте добавим гипотетические «источник» и «пункт назначения» электронов:

Рисунок 3 – Источник и пункт назначения электронов

Теперь, когда источник электронов заталкивает новые электроны в провод слева, может возникать поток электронов через провод (на что указывают стрелки, указывающие слева направо). Однако поток будет прерван, если токопроводящий путь, образованный проводом, будет нарушен:

Рисунок 4 – Нарушение потока электронов через провод

Электрическая непрерывность

Поскольку воздух является изолирующим материалом, а два куска провода разделяет воздушный зазор, некогда непрерывный путь был разорван, и электроны теперь не могут течь от источника к пункту назначения. Это похоже на разрезание водопроводной трубы на две части и закрытие ее концов в месте разрыва: вода не может течь, если нет выхода из трубы. С точки зрения электричества, у нас было состояние электрической непрерывности, когда провод был целым, а теперь эта непрерывность нарушаена из-за того, что провод разрезан и разделен.

Если бы мы возьмем другой кусок провода, ведущего к пункту назначения, и просто создадим физический контакт с проводом, ведущим к источнику, у нас снова будет непрерывный путь для движения электронов. Две точки на схеме обозначают физический контакт (металл-металл) между кусочками проводов:

Рисунок 5 – Соединение металла с металлом

Теперь у нас снова есть непрерывность от источника до нового созданного соединения, вниз, вправо и вверх до пункта назначения. Это аналогично установке тройника в одну из закрытых труб и направлению воды через новый отрезок трубы к месту назначения. Обратите внимание на то, что через нарушенный отрезок провода с правой стороны не проходят электроны, потому что он больше не является частью полного пути от источника к пункту назначения.

Интересно отметить, что из-за этого электрического тока внутри проводов не происходит «износа», в отличие от водопроводных труб, которые в конечном итоге подвергаются коррозии и изнашиваются из-за продолжительных потоков. Однако при движении электроны сталкиваются с некоторым трением, и это трение может генерировать в проводнике тепло. Эту тему мы рассмотрим более подробно позже.

Резюме

• В проводящих материалах внешние электроны в каждом атоме могут легко приходить или уходить и называются свободными электронами.
• В диэлектрических (изолирующих) материалах внешние электроны перемещаются не так свободно.
• Все металлы проводят электрический ток.
• Динамическое электричество, или электрический ток, – это равномерное движение электронов по проводнику.
• Статическое электричество – это неподвижный (если он находится на диэлектрике), накопленный заряд, образованный избытком или недостатком электронов в объекте. Обычно он образуется путем разделения заряда путем контакта и разделения разнородных материалов.
• Чтобы электроны могли непрерывно (бесконечно) течь через проводник, должен существовать полный, непрерывный путь, по которому они могут двигаться как внутрь, так и из этого проводника.

Оригинал статьи:

Теги

ДиэлектрикОбучениеПроводникЭлектрический токЭлектричествоЭлектрон

Сохранить или поделиться

лекции по курсу Электротехнические материалы

Электропроводность и потери в диэлектриках

8.1. Диэлектрическое и резистивное состояние вещества.

8.2. Особенности электропроводности для различных агрегатных состояний.

8.3. Электропроводность  неоднородных диэлектриков.

8. 4. Диэлектрические потери.

 

---

8.1. Диэлектрическое и резистивное состояние вещества.

в начало лекции

---

          Диэлектрические вещества - это такие вещества, в которых возможно накопление, сохранение и распространение электрической энергии.

Объемная концентрация энергии (плотность энергии) определяется выражением

                                                                                             (8.1)

 где e₀ - диэлектрическая постоянная, e₀ = 8.85 10^-12 ф/м, e — диэлектрическая проницаемость материала, Е — напряженность электрического поля. 

Резистивные вещества — такие вещества, в которых электрическая энергия расходуется, т. е. преобразуется в другой вид энергии, а именно в тепловую энергию.

 Удельные потери энергии при действии постоянного напряжения определяются выражением

                                                                                      (8.2)

где r — удельное электрическое сопротивление, t — длительность действия напряжения.

Абсолютной разницы между диэлектрическим и резистивным состояниями нет, потому что в зависимости от условий одно и то же вещество может быть и диэлектриком и резистором. Основное условие, разграничивающее поведение вещества на резистивное и диэлектрическое основано на понятии максвелловского времени диэлектрической релаксации:

t=e₀×e×r ,                                                                           (8. 3)

Если на материал действует импульсное напряжение с длительностью импульса t , то при t<< t, вещество можно считать диэлектриком, а в случае обратного неравенства материал можно считать проводящим или резистивным. Для случая переменного напряжения следует сравнивать t и 1/w, где w — частота переменного напряжения, т.е. если t >> 1/w — это диэлектрик, а при t << 1/w — проводник.

    Физический смысл максвелловского времени диэлектрической релаксации можно понять взяв плоский конденсатор  с веществом, имеющим соответствующие e, r  (Рис.8.1). Тогда можно, учитывая геометрические параметры конденсатора, найти емкость конденсатора, считая его идеальным диэлектриком и сопротивление постоянному току, считая его проводником .

                                                                                   (8. 4.)

Собственно говоря рис.8.1 и изображает простейшую схему замещения реального конденсатора на идеальные конденсатор и сопротивление. Другое название этой схемы - параллельная схема замещения.

Простейшая схема замещения диэлектрика состоит из параллельного соединения емкости и сопротивления.

Из курса ТОЭ известно, что для схемы, изображенной на рис.8 постоянная времени разряда емкости С через сопротивление R при отключенном источнике составляет RC. Используя (8.4.) можно получить RC=t=e₀×e×r. Отсюда следует, что физический смысл времени релаксации состоит в разряде собственной емкости через собственное сопротивление.

  

Рис. 8.1. Простейшая схема замещения диэлектрика.   

          Рассмотрим некоторые примеры. Хорошо очищенное от примесей трансформаторное масло обладает удельным сопротивлением до r = 10¹² Ом·м, диэлектрической проницаемостью e = 2.2, откуда t = e₀×e×r » 20 сек.  Сравнивая с 1/w » 3·10^-3 сек. для переменного напряжения частотой 50 Гц, можно заключить, что t >> 1/w, т.е. трансформаторное масло для этих условий является хорошим диэлектриком. Однако, как отсюда видно, для применения в устройствах постоянного напряжения трансформаторное масло малопригодно. А для загрязненного масла значение r может упасть до двух-трех порядков по величине, что приведет к t £ 0.1 сек., что сравнимо с 1/w. Ясно, что такое масло непригодно и для устройств переменного напряжения.

 В качестве второго примера рассмотрим воду. В обыденной жизни обычная вода является проводником и это не требует доказательств. Однако для импульсных устройств типа емкостных накопителей энергии вода является наиболее подходящим диэлектриком. Действительно, у хорошо очищенной воды r »10⁶ Ом·м, и при e » 80, значение t превышает 500 мксек. Значение W для импульсов длительностью 1 мксек и менее максимально в сравнению с аналогичным параметром для других диэлектриков. Ясно, что вода может считаться хорошим диэлектриком для этого случая. Обычная водопроводная вода имеет r »10-100 Ом×м , следовательно она является проводником практически для любых импульсов напряжения.

 

Для ряда случаев схема замещения диэлектрика может представляться в виде последовательного соединения емкости и небольшого сопротивления r. При этом значения емкостей при параллельном и последовательном представлениях близки друг другу, тогда как сопротивления сильно различаются. Для хороших диэлектриков R>>r.

---

8.2. Особенности электропроводности для различных агрегатных состояний.

в начало лекции

---

 

Как уже указывалось в лекции 2, способность любых материалов проводить электрический ток определяется наличием зарядов в нем и возможностью их движения. Можно еще раз написать наиболее общую формулу, для плотности тока j верную для любых сред, за исключением вакуума.

 j =S n_i q_ib_i E,                                                                     (8.5)

Здесь i — тип или cорт заряда, (например электроны, ионы различных молекул, молионы, заряженные частицы и т.п.), n_i — концентрация зарядов i-cорта, q_i — значение заряда, b_i — подвижность носителей заряда.

     В соответствии с выведенными ранее выражениями рассмотрим особенности электропроводности при различных агрегатных состояниях.

Твердые диэлектрики.  Здесь носителями заряда могут быть электроны и дырки. Ионы “вморожены” и практически не имеют возможности движения b_i ~10^-23 м²/В×с. Подвижность электронов и дырок достаточно высока и может достигать b_e~10^-3 м²/(Вc). Количество электронов и дырок определяется шириной запрещенной зоны W~5-10 эВ, тепловой энергией kT~1/40 эВ, плотностью молекул n~10²⁷ шт/м³ и составляет пренебрежимо малую величину.  

Рекомбинация носителей заряда в твердых телах не затруднена. Ясно, что по этому механизму проводимость твердых диэлектриков практически отсутствует, т.к. заметное изменение концентрации возможно лишь за времена, сопоставимые с геологическими периодами. Поскольку основную роль в выражениях (2.5),(2.7) играет экспоненциальный множитель, то лишь наличие примесей с энергетическими уровнями внутри запрещенной зоны, вблизи от края зоны с DW~1 эВ, дает возможность проводимости твердых тел.

Газы. Рекомбинация носителей не затруднена, т.к. заряды разного знака могут беспрепятственно сближаться на близкое расстояние. В оценке считаем n~10²⁵ шт/м³, энергию ионизации W~10-20 эВ, подвижность электронов b_e~10^-3 м²/(В×c), ионов b_i~10^-4 м²/(В×c), заряд e=1.6 10^-19 Кл. Определяющим фактором является экспоненциальный множитель, что дает пренебрежимо малую проводимость. 

          На самом деле фактором, определяющим проводимость газов является космическое излучение.  Проводимость воздуха за счет естественной ионизации составит s ~10^-14 Cм/м.

Жидкости.  Современные представления о проводимости диэлектрических жидкостей состоят в следующем. Здесь носителями заряда являются ионы, т.к. электроны легко прилипают к нейтральным молекулам жидкости и не могут существовать в свободном состоянии. Кроме того, в жидкости заряды могут переноситься молионами, макрочастицами и даже пузырьками. Ионизация облегчена по сравнению с газами за счет большей диэлектрической проницаемости. Рекомбинация носителей заряда в жидкости затруднена, поскольку заряды легко окружаются соседними молекулами, ориентированными соответствующими концами постоянных или индуцированных диполей к ионам.

Что касается подвижности, то она определяется движением жидкости. При этом подвижности любых ионов близки друг другу, т.к. ионы “вморожены” в жидкость и переносятся “микроструйками” жидкости.

 Подвижность, связанная с движением жидкости, называется электрогидродинамической и составляет m_эгд ~ (10^-7 —^{10-8) м2/Вc., т.е. на три-четыре порядка меньше подвижности ионов в газах.}

Таким образом,  в жидкостях обычно проводимость больше, чем в газах и твердых телах за счет облегченной ионизации и затрудненной рекомбинации.

С другой стороны, отсутствие формы жидкости, легкость очистки дают возможность радикального уменьшения электропроводности, что невозможно сделать с твердыми диэлектриками.

---

8.3. Проводимость  неоднородных диэлектриков.

в начало лекции

---

     Реальные электроизоляционные конструкции далеко не всегда состоят из однородных диэлектриков. Они могут содержать композицию из разных диэлектриков или просто иметь границу раздела. Даже в этом случае появляются новые особенности электропроводности, в частности следует учитывать не только проводимость самих диэлектриков, но и границ раздела. Само по себе наличие границы не меняет проводимость конструкции, однако поверхность неизбежно содержит химически активные элементы. В контакте с воздухом поверхность обогащается веществами, содержащимися в воздухе. Известно, что даже в контакте с чистым воздухом на ней адсорбируется вода, например на поверхности окислов может содержаться до 100 молекулярных слоев воды. В воду из воздуха могут попадать и разные другие примеси, в частности углекислый газ. Вода с углекислым газом реагирует в соответствии с реакцией:

Н₂О + СО₂«Н₂СО₃«Н⁺ + НСО₃^—                                                        (8. 10)

Таким образом на поверхности появляются носители заряда и поверхность изолятора приобретает дополнительную проводимость. 

Поверхностная проводимость - проводимость, связанная с появлением и движением носителей заряда по поверхности.

На поверхности оборудования, эксплуатирующегося в наружных условиях скапливаются промышленные и естественные загрязнения. Наибольшую проводимость дают цементирующиеся загрязнения в сочетании с т.н. “кислыми дождями”. При этом проводимость может достигать больших значений, фактически превращая электроизоляционную конструкцию в электропроводящую конструкцию. Например сухая поверхность загрязненного изолятора обладает некоторой проводимостью, но, в целом, конструкция является диэлектриком. Если поверхность высоковольтного загрязненного изолятора увлажнена, то она обладает высокой проводимостью. Например во влажную погоду проводимость по поверхности столь высока, что может поддерживать дуговой разряд, так на поверхности возникают электрические микродуги в тех областях, которые высыхают под действием протекающих по поверхности токов.

      Для описания протекания тока по поверхности вводят понятия удельной поверхностной проводимости или удельного поверхностного сопротивления.

По определению удельное поверхностное сопротивление означает сопротивление, измеренное между электродами длиной 1 м, приложенными к поверхности на расстоянии 1 м друг от друга. 

(При измерении электроды образуют две противоположные стороны квадрата.) Размерность удельного сопротивления [r_п]=Ом или Ом/ (Ом на квадрат). Последнее является устаревшим. Характерно, что при таком способе измерения значение сопротивления не зависит от размеров электродов.

          Для неоднородных диэлектриков простая схема замещения конденсатора в виде параллельно соединенных R и C не годится. Для них строят более сложные RC цепочки. Рассмотрим несколько типичных случаев неоднородных диэлектриков.

В случае однородного диэлектрика с поверхностной проводимостью параллельно RC цепочке присоединяется дополнительное сопротивление R_п= r_п×d/l, где d — расстояние между электродами по поверхности изолятора, l — длина границы между электродом и изолятором (рис.8.2).

Рис.8.2. Схема замещения диэлектрика с поверхностной проводимостью. 

Схема замещения неоднородного диэлектрика может содержать не только последовательные, но и параллельные цепи. Для композиционных диэлектриков, состоящих из слоев диэлектриков разного типа, например слоев бумаги, пропитанных маслом нужно учесть свойства обоих диэлектриков. Очевидно, что для бумажно-масляной изоляции можно предложить следующую схему (рис.8.3a):

а) б)

Рис. 8.3. Схемы замещения двухслойного диэлектрика (а) и диэлектрика с абсорбционными токами (б). 

Физически эта схема моделирует каждый из слоев, имеющих разные электрические характеристики, слои масла со своими e_м и r_м, слои бумаги со своими e_б и r_б.

          

Рис.8.4.Абсорбционный и установившийся ток в изоляции.

 

 

 

Для описания реальных диэлектриков, помимо изложенных, используется смешанная схема замещения, которая для ряда сложных изоляционных объектов наиболее полно соответствует поведению изоляции. Обычно при подаче постоянного напряжения ток через диэлектрик ведет себя следующим образом (Рис.8.4.): I = I_¥+ I_абс, где I_¥-установившийся ток, I_абс- абсорбционный ток, который затухает во времени I_абс= I_абс0 exp(-t/t).

Абсорбционный ток — часть тока через диэлектрик, которая экспоненциально затухает с течением времени. 

          Природа абсорбционного тока сильно зависит от типа диэлектрика. Этот ток может быть связан с реальным током в составном диэлектрике, в более проводящей части диэлектрика, Этот ток приводит к зарядке менее проводящей части диэлектрика. Другой тип абсорбционного тока связан с характерными временами установления поляризации в диэлектрике. В этом случае постоянная времени цепочки R₂ C₂ соответствует характерному времени установления поляризации. Схема рис.3б соответствует обоим типам абсорбционного тока, причем I_¥ соответствует “сквозному” току через R₁ , I_абс— току в цепочке R₂ C₂.

 

---

8.4. Диэлектрические потери.

в начало лекции

---

           Термин возник из-за того, что в идеальном диэлектрике энергия может только накапливаться в виде W = e₀eE²/2, (на единицу объема, см.8.1.), но не теряться. В реальном диэлектрике часть энергии уходит из электрической цепи, превращаясь в другой вид энергии, а именно в теплоту. Есть два основных канала превращения энергии в тепло: потери за счет проводимости и поляризационные потери.

Потери за счет проводимости при постоянном напряжении определим из известных выражений. Из закона Ома можно определить мощность, поглощенную веществом P = U²/R_изол,_{а из закона Ома в дифференциальной форме (формула (8.5)) следует, что за счет обычной проводимости удельные потери мощности составят p = E²/r.} 

      Для случая переменного напряжения появляются дополнительные потери, связанные с поляризацией и токами абсорбции, которые принято представлять в виде:

   P =  U²wC tgd                                                                                         (8.11)

Ir             Ic

Рис 8. 5 Векторная диаграмма токов в диэлектрике с потерями.

 

 

 

 

где d -угол диэлектрических потерь, смысл которого можно понять из векторной диаграммы рис.8.5.,  tgd = Ia/Ic — отношение активного тока к реактивному. В принципе физический смысл tgd можно понять из общих соображений. Мощность потерь — это активная мощность, произведение активного тока на напряжение. Можно пойти от известного угла между током и напряжением j   P = UIcosj, выразив I через реактивный ток I = I_р/sinj, получим P = U²wC ctgj, откуда видно что d = p¤2-j. 

Кроме этого понятия вводят новое - добротность изоляции Q = 1/tg

d, характеризующее количество периодов, в течение которых в диэлектрике поглощается накопленная энергия W = CU²/2.

 В некоторых случаях целесообразно рассмотреть удельные диэлектрические потери 

р = Е²wee₀ tgd.

В заключение приведем выражения для tgd для разных схем замещения диэлектрика:

Схема рис.8.1.      tgd = 1/wRC;

 

Последовательная схема замещения       tgd = wrC;

Схема рис.8.2.      tgd = (R+R_п)/wRR_пC;

Схема рис. 8.3б     tgd = ; t = R₂C₂.

          Следует отметить, что потери зависят от температуры, частоты, влажности, напряженности поля. Частотная зависимость потерь является характеристикой материала и определяется для каждого диэлектрического материала не только свойствами молекул материала, но и наличием и составом примесей. Как правило, потери имеют максимум при одной или нескольких частотах, в зависимости от типа молекул. Положение максимумов характеризуется собственными частотами установления поляризации. Они могут быть связаны с поворотом полярных молекул в жидком диэлектрике или с поворотом домена в сегнетоэлектрике. Например для диэлектрика, соответствующего схеме рис.8.3б потери максимальны при частоте  w_м ~1/t. Исследование частотного поведения потерь, т.н. диэлектрическая спектроскопия позволяет изучать структуру веществ.   

          Температурная зависимость потерь обычно имеет монотонный характер, потери растут с ростом температуры, хотя у некоторых дипольных диэлектриков наблюдаются локальные максимумы, имеющие ту же природу, что и максимумы в частотной зависимости.

          С ростом влажности потери также растут, зачастую весьма значительно. Это связано, как с увеличением сквозной проводимости, так и с поляризацией растворенной воды, и эмульгированной воды.

          Увеличение напряженности поля сопровождается ростом tgd, что объясняется ростом электропроводности. Причины этого будут подробно рассматриваться в следующем разделе.

 

Специальная литература.

1. Адамчевский И. Электрическая проводимость жидких диэлектриков. -Л.: Энергия, 1972, 295 с.

2. Электропроводность в диэлектрических жидкостях: Современные идеи и последние достижения. Электродинамические и электрохимические аспекты. = La conduction dans les liquids dielectriques. Idees modernes et progress recents. Aspects electrochimiques et electrohydrodynamiques. / Felici.: -ВЦП.№ 6 -45422.-44с. илл. -Journ. de Physique, 1976, T.37, № 1, p.61-117/.

3. Челидзе Т. Л., Деревянко А.И., Куриленко С.Д. Диэлектрическая спектроскопия гетерогенных систем. -Киев: Наукова думка, 1977, 231с.

 

Error

Jump to… Jump to…Новостной форумИнформация по порядку изучения дисциплины, прохождению аттестации (ликвидации задолженности)Взаимозаменяемость гладких цилиндрических сопряжений [Электронный ресурс]{ : учебно-методическое пособие (методические указания к курсовой работе). Омск : СибАДИ, 2021. Взаимозаменяемость, допуски и посадки — лабораторный практикум сост. М.С. Корытов, В.В. Акимов, И.М. Князев, А.Ф. Мишуров. — 2-е изд., стер. — Электрон, дан. — Омск СибАДИ, 2021Материаловедение. Технология конструкционных материалов [Электронный ресурс]{ : методические указания по выполнению контрольной работы и задания. Омск : СибАДИ, 2018. — 47 с.Материаловедение технология конструкционных материалов — лабораторный практикум сост. М.С. Корытов, В.В. Акимов, И.М. Князев, В.В. Евстифеев, А.Ф. Мишуров. — Электрон, дан. Омск СибАДИ 2021Композиционные материалы в машиностроении: Методические указания к лабораторной работе для студентов очной и заочной форм обучения / Сост. В.В. Евстифеев, В.И. Матюхин, В.В.Акимов – Омск: СибАДИ, 2012. – 16 с.Обработка материалов резанием: методы, станки, инструменты: Учебное пособие / В.В. Евстифеев, М.С. Корытов. – Омск: СибАДИ, 2012. – 76 с.Основы автоматизированного проектирования [Электронный ресурс] : методические указания к курсовой работе. Омск : СибАДИ, 2016. — 18 с.Основы автоматизированного проектирования [Электронный ресурс] : лабораторный практикум / сост.: М. С. Корытов, Ю. И. Привалова. — 2-е изд., доп. — Электрон. дан. — Омск : СибАДИ, 2019. — 103 с. Производственное оборудование. Станки, инструменты [Электронный ресурс]{ : лабораторный практикум. Омск : СибАДИ, 2019. — 52 с.Разработка технологий производства деталей машин [Электронный ресурс]{ : методические указания к курсовой работе. Омск : СибАДИ, 2018. — 47 с.Станки и инструменты [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие для выполнения курсового проекта. Омск, СибАДИ, 2021 г.Справочник сварщика. Под ред. В. В. Степанова. Изд. 3-е М., «Машиностроение», 1974, 520 с.Технология и оборудование сварки [Электронный ресурс] : лабораторный практикум. Омск : СибАДИ, 2019. — 53 с.Физико-химические процессы при обработке металлов : лабораторный практикум : / СибАДИ Омск : СибАДИ, 2014. — 51 с.Энциклопедия машиностроения. Том I — Материалы (свойства, химсостав, обоснование марки стали при выполнении курсовой работы)Электротехнические материалы, пластмассы, резины, композиты: Учебное пособие / В.В. Евстифеев, М.С. Корытов. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2009. – 36 с.Технология восстановления деталейКомпьютерное моделирование в двигателестроении Технология автомобиле- и тракторостроенияВопросы для сдачи экзамена по курсу «Материаловедение. ТКМ»Вопросы для сдачи экзамена по курсу «Станки, инструмент»Вопросы для сдачи зачета по курсу «Производственное оборудование и инструменты»Вопросы для сдачи экзамена (зачета) по курсу «Материаловедение»Вопросы для сдачи зачета по курсу «Материаловедение и технология конструкционных материалов. Часть1″Вопросы для сдачи зачета по курсу «Технология и оборудование сварки»Перечень вопросов для экзамена по курсу «Взаимозаменяемость, допуски и посадки»Вопросы для сдачи зачета по курсу «Высокотехнологичные процессы производства деталей автомобилей»График экзаменов, зачетов и приема задолженностей (декабрь, январь 2022 г.)

Что есть проводник?: marta_inj — LiveJournal

marta_inj: Пришло тут в голову, что, возможно, пластик потому изолятор, что молекулярные структуры его длинные и плоские, а значит, не способствуют прохождению через них вращающихся электромагнитных волн.

elektromexanik: А стекло аморфный материал, а вакуум вообще без структуры.

marta_inj: А есть другие версии, почему пластик — изолятор?

elektromexanik: К группе изоляторов относится. Не обладает электропроводностью при нормальных условиях.

marta_inj: Изолятор потому что изолятор?

elektromexanik: Ну да. Классификация ведь по фактическим параметрам производилась. Вот и получается, что масло вроде как обладает свойствами масляности.
Вот вещества есть съедобные, есть нейтральные а есть яды. Это общая классификация для понятности но там могут быть уже уточнения что то то при таких то условиях меняет свои потребительские свойства. Например, съедобные консервы могут при неправильном хранении протухнуть и стать ядом.

marta_inj: Если в общем, то можно сказать, что яды — это то, что нарушает работу биоструктур. Структура ядов может быть разной, но биология работает на определенном принципе, и именно в этот принцип вмешательство. Так же — про электромагнетизм. Изоляторы должны мешать какому-то базовому принципу существования тока. Какому?

elektromexanik: По науке это диэлектрическая прочность. Определяется экспериментально на пробойной установке. А вот для конденсаторов вообще целая наука. Там определяется и температурный коэффициент ёмкости и тангенс угла диэлектрических потерь и прочие параметры диэлектрика от которого и зависят эти свойства.

marta_inj: О, а что там про тангенс? Тангенс — это что-то геометрическое и про производную

elektromexanik: http://electricalschool.info/main/naladka/666-tangens-ugla-dijelektricheskikh-poter.html

marta_inj: «сдвиг фаз между током и напряжением в емкостной цепи» — это 90 градусов между электрическим и магнитным вектором? Или что?

elektromexanik: Если конденсатор подключить к батарейке, то в самый первый момент будет максимальный ток (определяемый внутренним сопротивлением источника) через конденсатор и нулевое напряжение на нём. Далее по мере заряда напряжение повышается, а ток уменьшается. В конце процесса напряжение достигнет значения ЭДС источника, а ток в цепи прекратится. Это и есть сдвиг фазы между током и напряжением.
А здесь с формулами. http://microtechnics.ru/differenciruyushhie-i-integriruyushhie-rc-cepi/

marta_inj: А где там 90 градусов?

elektromexanik: Там хитрая загогулина в виде части параболы. Динамический процесс. Но при определённых параметрах при прохождении через четырёхполюсник чистой синусоиды мы можем получить стабильный сдвиг фаз между током и напряжением измеренный в градусах.

marta_inj: Но физически что там происходит? Часть тока на чем-то задерживается? В случае конденсатора — задерживается на диэлектрике, так? Диэлектрик отклоняет (преломляет) как-то один из векторов, или оба?

elektromexanik: Ток и напряжение это два параметра явления. Представим себе высокий сосуд, разделённый на две части резиновой перегородкой. В нижней части трубы выводов из каждой секции. Воды одинаково по половине высоты. Подключаем насос между двумя трубами. В первый момент у нас практически нет сопротивления насосу (ток максимальный) а разницы в уровне воды ещё нет (напряжения — напора столба). В конце процесса перетока воды уже нет, а уровень воды в одной половине максимальный. Если испортить диэлектрик — резиновую мембрану произойдёт короткое замыкание и сопротивление насосу будет минимально а уровни сравняются. Ток это скорость движения, а напряжение напор. И между ними может быть сдвиг фазы.

marta_inj: Вики про электрическую прочность: «Когда напряжённость электрического поля превышает электрическую прочность, диэлектрик начинает проводить электрический ток. Проводимость вызывается комбинацией ударной ионизации и туннельного просачивания». Про ионы: «А ещё наука говорит про «ионы», де имеющие заряд. И чем ионистей, тем заряд больше, а другие элементы липнут лучше. Ну как с магнитом. Есть материалы электрически нейтральные, типа диэлектрики, а есть те, которые проводят и проводят, де проводники. И те, что меняют эту возможность. Впрочем, проводят и не проводят все материалы, но в разной степени. Чем-то напоминает насыщение средой электричества – если много влезает, то проводник, а если не впитывает, то диэлектрик. Даже есть термин насыщения, когда проводник становится диэлектриком. Ну, прямо как губка, что перенасытилась и более не впитывает некую электрическую жидкость.» То есть, диэлектрик не смачивается электричеством, но если поднажать напряжением, то впихнем все же. Почему не смачивается? В биологии взаимодействие определяется геометрией молекул — если «ключ к замку» подходит — то будет взаимодействие. Если нет — то нет. Значит, геометрия тока не соответствует геометрии диэлектрика. Диэлектрики разные, но у них несовпадение с формой тока, значит, можно как-то представить ток.

elektromexanik: Геометрия тока некорректное определение. Это мы на бумаге можем нарисовать загогулину или посмотреть на осциллографе где она рисуется автоматически. А вот для конкретного тока и диэлектрика есть только изменение абсолютного значения за некий временной промежуток. И всё.
Геометрия поля вокруг проводника есть. Геометрия поля обкладки конденсатора есть. Геометрии тока нет. Поле вокруг провода как обвивающая спираль с шагом примерно 3.

http://s00.yaplakal.com/pics/pics_original/1/2/0/4888021.jpg

dmitrijan: Вывод — диэлектрик лишь состояние, и не абсолют. вода может быть диэлектриком и проводником. Полупроводник меняет проводимость под действием условий.

elektromexanik: Сверхпроводящая керамика тому подтверждение.

dmitrijan: Как дорога может быть проезжей, прохожей или целиной, имеющей высокое диэлектрическое сопротивление движению. Однако проезжую дорогу можно перекопать, а целину утрамбовать.
Любой материал как проводит, так и может быть диэлектриком. Намагнитили — проводит магнитное поле. Размагнитили — магнитный диэлектрик. Насытили сердечник — он стал «деревянным». Снизили насыщение — он стал «проводником» магнитного поля. Так работают магнитные усилители.
В трансформаторе сердечник нужно перемагничивать, ибо насыщается и деревенеет. Но если подобрать параметры, то трансформатор может пропускать постоянный ток. Если не давать сердечнику насыщаться.

elektromexanik: Слышал про такое…

dmitrijan: Так работают магнитные ключи, их использовали до эпохи транзисторов. Мощные, но ооочень тяжёлые. Если насытить полупроводник, то он запирается, так работают тиристоры. Проводник может на участке перестать быть проводником из-за перенасыщения, так работают системы защиты. Хотя они выглядят как несколько витков и сердечник. На проводах висят иногда.
Просто кусок магнетика на проводе предотвращает всплески, блокируя проводимость, их надевают на провода. Так что провод из металла не всегда проводник.
Взаимноскрученный провод снижает погонное сопротивление и потери, а так же помехи. в обиходе — витая пара.

elektromexanik: Это защита?

https://otvet.imgsmail.ru/download/u_43bb3bff7eb6ddd4500d23b899042e29_800.jpg

dmitrijan: Типа того.

marta_inj: Трамбуем дорогу — это обеспечиваем плотную укладку молекул, так, чтобы связи между ними стали сильнее, чем их потенциально возможная связь с колесом проезжающего автомобиля. А для проведения тока нужно сделать с атомами что? Ну, то есть вроде понятно, что поляризовать. Но что означает поляризовать? Раздуть тор атома каким-то образом?

dmitrijan: Если уложить ровно — дорога проездная. Если криво — дорога непроездная, диэлектрик. Если вращение синхронно, то ровно. Если нет — то высокое сопротивление. Все колёса вращаются — едем. Если нет, то по ситуации.
Если ветер попутный, то усилитель, если поперёк, то сдует.
Достаточно сделать небольшой слив в русле реки, чтобы вращение воронки заблокировало движение воды. Даже если поперечный поток на порядки больше объёмов слива.
Толпа своим напором сама блокирует выход, как и автомобили, достаточно создать небольшую помеху. И чем мощнее поток, тем больше пробка.
Труднее ехать по мелкому песку и вязкой дороге, это и есть сопротивление. Намочите — сопротивление возрастёт. Высушите — снизится. Состояние голого льда и вовсе сверхпроводник.
Схожие процессы всегда можно получить на разных средах, если соблюдать принцип.

dmitrijan: Профессор философии, перед лекцией заходит в зал и раскладывает на столе несколько различных вещей.
Когда начинаются занятия, он, молча, берет большую, пустую, банку и заполняет ее большими камнями.
Затем спрашивает:
— Банка была полна?
— Да! – соглашаются студенты.
Тогда профессор достает коробку с маленькой галькой и высыпает ее в эту же банку. Он слегка поболтал банку и галька, конечно, заполнила открытые области между камнями.
Он снова спросил студентов:
— Банка полна?
Они рассмеялись и согласились, что банка полная.
Тогда, профессор достает коробку песка и высыпает ее в банку. Естественно, песок, заполняет все остальное пространство.
Ещё раз профессор спросил студентов, полна ли банка? Ответили: да, и на этот раз однозначно, она полна.
Тогда из-под стола он ещё вытащил 2 банки пива и вылил их в банку до последней капли, размачивая песок. Студенты смеялись.
— Теперь, – сказал профессор, – я хочу, чтобы вы поняли, что это – ваша жизнь. Камни – важные вещи – ваша семья, ваши друзья, ваше здоровье, ваши дети. Если бы все остальное было потеряно, и только они остались, ваша жизнь была бы все еще полна. Галька – другие вещи, которые имеют значение подобно вашей работе, вашему дому, вашему автомобилю. Песок – все остальное, это просто мелочи жизни. Если вы, сначала, насыплете песок в банку, то не будет места для гальки и камней. Тот же самое и в жизни. Если вы тратите все ваше время и энергию на мелочи, у вас никогда не будет места для вещей, которые являются важными для Вас. Обратите внимание на вещи, которые являются критическими к вашему счастью.
Заботьтесь, сначала о камнях, это действительно имеет значение. Установите ваши приоритеты. Остальное – только песок.
Тогда студентка подняла руку и спросила профессора, какое значение имеет пиво?
Профессор улыбнулся. Я рад, что вы спросили меня об этом. Я это сделал просто, чтобы доказать вам, что, как бы ни была ваша жизнь занята, всегда есть место для пары банок пива.

marta_inj: Диэлектрики содержат какие-то неравномерности? Вода без солей плохо проводит, с солями — хорошо.

dmitrijan: Для воды: легче развить большую скорость на ровной воде. Достаточно небольшой ряби и развить скорость не получится, хотя на малых скоростях можно плыть без всякого заметного сопротивления.
Вот перед вами губка. Насколько легко преодолеть её пористую структуру поверху? Нужно либо быть достаточно крупными, чтобы не проваливаться, либо заполнить чем-то. К тому же ионизированная вода тоже становится проводником, хотя там нет солей. Т.е. соль для проводимости воды лишь средство, а не причина.
Но если соль служит для воды катализатором свойств, то эффект достигается. В конце концов, командир отряда сам не носит и не копает, но является катализатором, и при его помощи отряд из толпы становится единицей, т.е. единым и слаженным. Хотя, казалось бы, командир вообще лишний и только бездельничает.

marta_inj: Соль — как небольшая добавка энергии. Ионизация воды — тоже небольшая добавка энергии, синхронизирующая, видимо, что-то. Диэлектрик станет проводником, если дать ему энергии напряжением. А так он не синхронизирован… А проводники, выходит, насыщены энергией? Связи между атомами упругие, что ли…

elektromexanik: Ток распространяется по поверхности. Условия взаимодействия границ сред.

marta_inj: Металлы? А по солевому-то раствору ток идет. Там еще так красиво пузырьки у электрода кипят.

elektromexanik: Так то электролит.

marta_inj: Но проводник же

elektromexanik: Ну и трубка с газом в виде люминесцентной лампы тоже проводник и вакуумный конденсатор на переменном токе.

marta_inj: Вот! В газовой лампе энергия организовывает газ.

dmitrijan: А если проедет автомобиль по грязи, то она полетит, забрызгав всё кругом «фотонами». Однако можно проехать по асфальту, настилу и даже накату моста, хотя внизу моста будет бушевать поток «диэлектрика».
А проводимость проводника можно увеличить или уменьшить, зависит от материала, что нанесён на провод. Например, ВЧ кабель, тот по которому скачут волны в тот же телевизор, ну очень требователен к качеству материала диэлектрика изоляции, ОЧЕНЬ! Вплоть до того, что он вообще откажется «идти», хотя, казалось бы, какая ему разницу до материала диэлектрика? Впрочем ещё имеет значение и толщина диэлектрика. По этой причине ту же лаковую изоляцию можно использовать в обмотках трансформаторов, а вот если из него попытаетесь сделать питающий кабель, то выйдет конфуз, хотя лаковая изоляция выдерживает высоковольтный пробой и достаточно прочна на изгиб, однако, если ну очень хочется тонкой изоляции на проводах, то используют фторовые материалы.

marta_inj: Запуталась. Ток не идет туда, где нет подходящего диэлектрика потому, что ему для прохода нужна определенная резкость границы, величина перепада между проводником и диэлектриком?

elektromexanik: Волна идет по поверхности воды, а на глубине всё спокойно. Именно граница двух сред и состояние этого пограничного слоя.

marta_inj: Возвращаемся к мгновенному распространению тока по проводу? Магнитом двигаем рядом с катушкой, а другой конец этой катушки, допустим, за 20 км, и волна эфира от магнита плеснет сразу по всему проводнику? А высота волны будет зависеть от крутизны подъема дна(крутизны границы проводник-диэлектрик)?

dmitrijan: Мгновенность определяется упругостью среды распространения. Звук идёт по рельсе быстрее чем в воздухе, но всё равно есть скорость.
Ток бежит вдоль проводника, как волна вдоль берега, вне берега вам не чем определить нулевую точку отсчёта среды. Например, если точка отсчёта это середина волны, и волна переходит ось, то это переменный ток. А если ось приподнимите, то волна уже не переменная, а пульсирующая, ибо выше оси.
Обычная волна определяет свой уровень по кромке берега — выше кромки, положительная. Ниже кромки — отрицательная.
Если вы на лодке плывёте, то все волны для вас пульсирующие, и только накрывшие вас — переменные.
Обычная волна бежит очень не быстро, они лениво накатывают на берег вполне наблюдаемо и вальяжно. Цунами же, вроде тоже волна, но скорость движения Цунами на порядки больше простой волны.

Понимание диэлектрической способности масла

«Вы можете объяснить относительную диэлектрическую проницаемость масла?»

Диэлектрическая проницаемость смазочного масла — это свойство, которое обычно не вызывает большого беспокойства. Однако в некоторых приложениях это может иметь решающее значение и является одним из наиболее важных факторов при выборе правильной жидкости.

Как правило, смазочные материалы не рассматриваются как средство для проведения или хранения электричества, поскольку ток не должен проходить через большинство заполненных маслом систем.Например, рассмотрим редуктор со смазкой разбрызгиванием.

Это механическое устройство не должно подвергаться электрическому заряду, если только не произойдет что-то радикальное. Конечно, тот факт, что смазочное масло не предназначено для проведения или хранения электричества, не означает, что вы не должны контролировать его способность делать это.

Область диэлектриков широка и может быть довольно сложной. Следующая информация предназначена для обеспечения рабочего понимания области применительно к смазке.Для начала давайте определимся, что такое диэлектрик.

Диэлектрик — это среда или вещество, передающее электрическую силу без проводимости — изолятор. В данном случае речь идет о смазочном масле. Все смазочные масла в той или иной степени являются диэлектриками.

Конденсатор — классический пример использования диэлектрика. Конденсатор накапливает электрический заряд, который затем может быть разряжен позже. Смазочные масла могут сделать то же самое. Поскольку масло часто является непроводящим, заряд накапливается до такой степени, что может быть разряжен на детали машины.Известно, что это явление вызывает электрические дуги и слышимые хлопки.

Не все диэлектрики одинаковы. Каждый из них обладает различными способностями проводить и накапливать электричество. Чтобы сравнить различные материалы, вы должны посмотреть на диэлектрическую проницаемость материала. Это также называется относительной диэлектрической проницаемостью.

Относительная диэлектрическая проницаемость вещества описывает, как скорость электрического заряда в материале сравнивается со скоростью вакуума. Чем больше проводимость вещества, тем выше его относительная диэлектрическая проницаемость или диэлектрическая проницаемость.

По определению, значение вакуума равно единице. Большинство минеральных смазочных масел имеют значения в диапазоне от 2,1 до 2,4, но могут варьироваться в зависимости от концентрации присадок и температуры.

Синтетические смазочные масла могут иметь значительно более высокие значения, что означает, что они обладают большей проводимостью. Настоящие проводники будут иметь бесконечную относительную диэлектрическую проницаемость, поскольку они не сохраняют заряд и электричество течет по ним быстро.

Определение диэлектрической проницаемости смазки включает измерение скорости электрического поля.Это могут делать многие инструменты, в том числе системы мониторинга в реальном времени, которые можно подключить к машине в полевых условиях. Как и в случае с большинством анализов масла, этот тест становится наиболее ценным, когда установлен базовый уровень и отслеживаются изменения с течением времени.

Когда масло загрязняется полярными или проводящими материалами (вода, грязь и т. д.), диэлектрическая проницаемость возрастает. То же самое можно сказать, когда масло начинает разлагаться и образовывать побочные продукты окисления, такие как шлам.

Таким образом, мониторинг диэлектрической проницаемости смазочного материала может предоставить информацию о состоянии масла, а также о состоянии загрязнения.Обычно он используется только в качестве скринингового теста. Однако увеличение этого значения должно привести к более тщательному тестированию, чтобы помочь вам понять, что происходит внутри вашего масла.

(PDF) Исследование эффективности оливкового масла в качестве диэлектрического материала и его экономической ценности для окружающей среды с использованием его диэлектрических свойств.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЖУРНАЛ ПЕРЕДОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, IJOAR .ORG

ISSN 2320-9097 3

IJOAR© 2013

http://www.ijoar.org

Когда диэлектрик помещается в электрическое поле, электрические заряды не протекают через материалы

, а только немного смещаются от их среднего положения равновесия, вызывая электрическую поляризацию диэлектрика

приложенным электрическим полем и увеличивая поверхностный заряд конденсаторов [Ohanian,

2007].

Масляная изоляция: Масляная изоляция выполняет две основные функции в работающей машине:

изоляционный материал и охлаждающая среда. Существует несколько требований к машинному изоляционному маслу

:

 Выступать в качестве охлаждающей жидкости с основной задачей поглощения тепла от сердечника и обмотки,

затем передавать его на внешнюю поверхность трансформатора. При более высоких температурах вязкость масла

уменьшается, что облегчает циркуляцию масла.

 Для изоляции различных частей с разным электрическим потенциалом.

Масло вносит хороший вклад в изоляцию машин, проникая и заполняя пространство между

слоями намотанной изоляции.

 Чтобы свести к минимуму потери от испарения, летучесть масла должна оставаться низкой. Температура масла

при эксплуатации должна поддерживаться ниже его температуры вспышки;

На химическую стабильность масла влияют три фактора: температура,

доступность кислорода и наличие катализатора. Процесс деградации масла может быть вызван

разложением молекул углеводородов в масле при высокой температуре. Содержание кислорода

в изоляционном масле может привести к повышению числа кислотности и образованию шлама

[Оганян, 2007]. Катализаторы, такие как медь и железо, растворяются в масле во время старения и могут

ускорять процесс старения.

Применение минерального масла в оборудовании энергосистемы может быть потенциально опасным для

окружающей среды, особенно когда происходят какие-либо инциденты во время эксплуатации, такие как

взрыв трансформатора, который может вызвать разлив масла на почву или в водоем.Изоляционные масла

должны соответствовать следующим минимальным требованиям по охране здоровья и окружающей среды:

 нетоксичные;

 биоразлагаемые;

 термостойкий;

 перерабатываемые, подлежащие восстановлению и легко утилизируемые;

 не внесен в список опасных материалов.

Минеральное масло было впервые представлено в 1892 году компанией General Electric в качестве диэлектрической охлаждающей жидкости.

Основной причиной использования минерального масла была высокая температура воспламенения и широкое производство

по всему миру.На сегодняшний день минеральное масло используется в качестве основного источника изоляционного материала для нескольких видов оборудования, особенно для силовых трансформаторов.

Но из-за плохих характеристик биоразлагаемости минерального масла все еще существует опасность для окружающей среды

в случае утечек во время эксплуатации или в результате аварии. С начала 1930 г.

до середины 1970 г. многие трансформаторы были изолированы аскарелом, смесью ПХБ

(полихлорированный дифенил) и хлорбензолов.Этот материал был выбран из-за его негорючих характеристик

[Фофана, 2001]. Позже Аскарел больше не рекомендовался в качестве изоляционного материала

из-за экологических проблем, связанных с этим опасным материалом. В

для решения экологических проблем люди начали искать

альтернативные источники изоляционного масла. Последней реализацией изоляционного масла является жидкость на основе растительного масла

, которая известна как наиболее потенциальный источник для замены минерального масла

из-за его характеристики биоразлагаемости.Первое растительное масло было использовано для изоляции конденсатора

в 1962 г. и дало хорошие результаты по сравнению с целлюлозой благодаря более высокой диэлектрической проницаемости

Диэлектрическая жидкость – обзор

11.06.4 МикроЭДС с использованием деионизированной воды Диэлектрическая жидкость, альтернативная углеводородному маслу, для процесса электроэрозионной обработки (

49 ). Это экологически чистое вещество, которое может обеспечить лучшую и более безопасную среду при работе с EDM, поскольку оно не выделяет вредных газов, таких как CO или CH ₄ .В частности, важной характеристикой, которая делает деионизированную воду лучше углеводородного масла, является то, что она обеспечивает более высокий MRR и меньший износ электродов.

Самая ранняя попытка использовать дистиллированную воду в электроэрозионной обработке углеродистой стали была предпринята Джесвани ( 50 ). При тех же условиях обработки и высокой энергии импульса (72–288 мДж) электроэрозионная обработка с использованием дистиллированной воды приводит к более высокому MRR и меньшему износу электрода по сравнению с керосином. Также сообщается, что чистота поверхности лучше, но точность обработки низкая.Затем также были исследованы характеристики воды различного качества в EDM ( 51 ). Использовалась водопроводная вода (удельное сопротивление 0,25 × 10 ⁴ Ом см), дистиллированная вода (удельное сопротивление 0,32 × 10 ⁵ Ом см) и их смесь в соотношении 25–75%. Было замечено, что водопроводная вода обеспечивает наилучшую скорость обработки. Также показана возможность износа нулевого электрода при использовании медного электрода отрицательной полярности в ЭДМ с водой. Также сообщается, что эрозия в воде имеет более высокую термическую стабильность, и, таким образом, в разряд может быть вложена более высокая мощность ( 52 ). Соответственно, MRR, когда вода используется в качестве диэлектрической жидкости, может быть значительно увеличена.

Кроме того, проведено сравнение электроэрозионной обработки титанового сплава Ti–6Al–4V в керосине и дистиллированной воде ( 53 ). Также было обнаружено, что MRR выше, а износ инструмента также ниже, когда в качестве диэлектрической жидкости использовалась дистиллированная вода. Аналогичное наблюдение также получено при обработке микрощелей на титановых сплавах ( 54 ). Установлено, что при использовании воды в качестве диэлектрической жидкости на обрабатываемой поверхности образуется тонкий слой TiO.Наоборот, при использовании керосина образуется толстый слой TiC. Температура плавления TiC составляет 3150°С, что намного выше, чем у TiO, 1750°С. По этой причине для удаления TiC требуется более высокая плотность энергии; таким образом, MRR при использовании керосина намного ниже. Также сообщается, что размер мусора в дистиллированной воде больше, но импульсная сила сброса меньше и более стабильна, чем в масляной среде ( 53 ).

Деионизированную воду также пытались использовать для микроЭДМ.Микроотверстия диаметром 0,1 мм с большим удлинением были изготовлены из углеродистой стали S45C ( 55 ). Было обнаружено, что использование очищенной воды также приводит к более высокому MRR и меньшему износу инструмента. Позже была проведена горизонтальная установка микроэрозионной обработки для улучшения промывочного эффекта диэлектрической жидкости с целью сверления глубоких микроотверстий ( 56 ). Полученные микроотверстия имеют соотношение размеров до 10. Однако в этих исследованиях для достаточного подавления электрохимической реакции необходимо использовать деионизированную воду с высоким удельным сопротивлением (10 ⁶ –10 ⁷ Ом·см).Также было упомянуто, что надежность и частота повторения разряда в деионизированной воде лучше, чем в масле. В последнее время вода также используется в фрезеровании микроэлектроэрозионной обработки ( 57 ). Деионизированная вода с высоким удельным сопротивлением (12 МОм см) также использовалась для предотвращения искажения формы обработки из-за чрезмерного непредвиденного растворения материала. Также было получено аналогичное наблюдение MRR и износа электродов. Было обнаружено, что MRR выше, а износ инструмента ниже при обработке в деионизированной воде.

Хотя деионизированная вода способна обеспечить более высокий MRR и меньший износ электрода, растворение случайного материала во время обработки ухудшает точность размеров обработанных форм, как показано на рисунке 16 ( 56 , 57 ). Следовательно, это считается основным недостатком микро-EDM с использованием деионизированной воды. Следовательно, было предпринято много попыток уменьшить чрезмерное растворение, вызванное электролизом в деионизированной воде во время механической обработки. Антиэлектролизные источники питания были разработаны для уменьшения растворения материала заготовки ( 58 – 60 ).Как правило, в этих источниках питания используется переменное напряжение, а не постоянное. Полярность электрода и заготовки непрерывно менялась после каждого импульса для обращения электрохимической реакции. В результате сообщалось, что растворение металла уменьшилось. Однако износ электрода также оказался очень высоким, поскольку полярность электрода была положительной в течение половины времени обработки. По этой причине деионизированная вода использовалась только для электроэрозионной обработки проволоки, поскольку в процессе обработки постоянно подается свежая проволока ( 10 , 61 ).

Рис. 16. Микроколонка, изготовленная методом микроэрозионной обработки с использованием деионизированной воды с различным удельным сопротивлением: (а) 0,1 МОм·см и (б) 12 МОм·см.

Воспроизведено из Chung, D.K.; Ким, Б.Х.; Чу, К. Н. Микроэлектроразрядное измельчение с использованием деионизированной воды в качестве диэлектрической жидкости. Дж. Микромех. Микроангл. 2007 , 17 , 867.

МикроЭЭО карбида вольфрама также проводили в деионизированной воде ( 61 – 63 ). Сообщалось о сильном растворении кобальтового связующего из карбида вольфрама, несмотря на то, что удельное сопротивление используемой деионизированной воды составляло 1. Диапазон 6–1,8 МОм·см. Чтобы устранить эту проблему, биполярный импульс в сочетании с электродом модифицированной формы был предпринят для сверления микро-ЭДМ с использованием деионизированной воды, как показано на рисунке 17 ( 61 ). Было обнаружено, что электролитическая коррозия меньше при использовании биполярного импульса частотой 125 кГц с коэффициентом заполнения 25% и отрицательным напряжением -20 В. Однако электролиз не был полностью подавлен. Поэтому электрод с круглым поперечным сечением был изменен на прямоугольное, квадратное и треугольное поперечное сечение, как показано на рисунке 18.Было обнаружено, что в сочетании с биполярными импульсами электрод с треугольным поперечным сечением является наиболее эффективным среди различных форм электродов в подавлении электролитической коррозии. Это связано с тем, что он имеет наименьшую боковую площадь по сравнению с другими.

Рис. 17. Работа генератора биполярных импульсов: (а) схема генератора биполярных импульсов и (б) форма волны биполярного импульса.

Воспроизведено из Song, KY; Чанг, Д.К.; Парк, Массачусетс; Чу, К.Н. Микроэлектроразрядное сверление карбида вольфрама с использованием деионизированной воды. Дж. Микромех. Микроангл. 2009 , 19 , 045006.

Рис. 18. Различные типы электродов: (а) цилиндрические, (б) прямоугольные, (в) квадратные и (г) треугольные.

Воспроизведено из Song, KY; Чанг, Д.К.; Парк, Массачусетс; Чу, К.Н. Микроэлектроразрядное сверление карбида вольфрама с использованием деионизированной воды. Дж. Микромех. Микроангл. 2009 , 19 , 045006.

С другой стороны, поскольку боковая поверхность электродов этого типа очень мала, MRR также слишком низок, а износ электрода при микроэлектроэрозионном фрезеровании очень высок, что приводит к деформация форм механической обработки.Кроме того, изготовление электрода треугольного сечения занимает много времени. По этой причине для микроэрозионного сверления и фрезерования карбида вольфрама применяется комбинация распыления деионизированной воды и биполярного импульса ( 62 , 64 ). В этих исследованиях деионизированная вода и сжатый воздух смешиваются вместе в виде тумана, который затем используется в качестве диэлектрической среды для предотвращения коррозии. Некоторые капли воды попадают в узкий зазор обработки, а другие капли на поверхности заготовки сдуваются сжатым воздухом, как показано на рисунке 19.В результате разрывается непрерывная электрическая связь между электродом и поверхностью заготовки, прилегающей к обрабатываемому отверстию. Следовательно, высококачественные микроканавки могут быть обработаны на WC-Co, как показано на рисунке 20. Недавно также сообщалось, что с помощью высокочастотных биполярных импульсов можно также получить микроотверстия без электролитической коррозии ( 65 ). ).

Рис. 19. Принципиальная схема фрезерования ED распылением.

Воспроизведено из песни, К.Ю.; Чанг, Д.К.; Парк, Массачусетс; Чу, К. Н. Микроэлектроразрядное измельчение WC-Co с использованием распыления деионизированной воды и биполярного импульса. Дж. Микромех. Микроангл. 2010 , 20 , 045022.

Рисунок 20. Сканирование электронно-микроскопических изображений обработанных пазов.

Воспроизведено из Song, KY; Чанг, Д.К.; Парк, Массачусетс; Чу, К. Н. Микроэлектроразрядное измельчение WC-Co с использованием распыления деионизированной воды и биполярного импульса. Дж. Микромех. Микроангл. 2010 , 20 , 045022.

Почему масло плохо проводит электричество?

Почему масло плохо проводит электричество?

Масло

является изолятором , то есть плохим проводником электричества. … В качестве изолятора масло предотвращает поражение электрическим током внешнего металлического корпуса и, будучи хорошим проводником тепла, переносит тепло от ядра к корпусу для рассеивания.

Почему масло является хорошим проводником электричества?

Присутствие солей и других веществ обычно увеличивает электропроводность масла. Масло хороший изолятор электричества . Масло содержит ненасыщенный углеводород, который не имеет ионов. Следовательно, это проводник, изолятор электричества.

Масло для жарки может проводить электричество?

Растительное масло является плохим проводником электричества. Не проводит электричество . Растительные масла не обязательно являются «хорошими» проводниками электричества, но да, они проводят электричество.Большинство вещей проводят электричество на каком-то уровне, они могут иметь высокое сопротивление, но они все равно будут проводить электричество.

Является ли масло проводником?

Итак, масло является непроводящим , потому что оно не содержит носителей заряда. Масло обычно нельзя сделать проводящим путем добавления солей. Масло достаточно плохо проводит электричество, чтобы его можно было использовать в качестве охлаждающей жидкости в силовых трансформаторах — см. Трансформаторное масло.

Что делает масло хорошим проводником электричества?

Степень электропроводности зависит от концентрации примесей.Присутствие солей и других веществ обычно увеличивает электропроводность масла. Масло является хорошим изолятором электричества. Масло содержит ненасыщенный углеводород, который не имеет ионов.

Является ли масло в трансформаторе изолятором или проводником?

Масло является изолятором, то есть плохим проводником электричества. Но это хороший проводник ТЕПЛА. Следовательно, оба эти свойства используются в трансформаторе, где сердечник, содержащий обмотку, находится в резервуаре с маслом.

Что делает масло хорошим электроизолятором?

Масла минимально проводят электричество при нормальных условиях, что делает их полезными в качестве изоляторов. Степень электропроводности зависит от концентрации примесей. Присутствие солей и других веществ обычно увеличивает электропроводность масла. Американский институт нефти классифицирует масла на пять групп.

Что лучше изолятор или проводник электричества?

Моторное масло — очень плохой проводник, но Джеффри Уайт ошибается, говоря, что оно хороший изолятор.Моторные масла содержат множество присадок, многие из которых в той или иной степени обладают свойством проводить электричество. Моторное масло далеко не так хорошо изолирует, как трансформаторное масло.

⇐ Все ли погибли на острове в Lost? Каковы 5 потребительских товаров? ⇒

Похожие сообщения:

Пробивная способность или диэлектрическая прочность трансформаторного масла

«Диэлектрическая прочность» — это технический термин, описывающий максимальное напряжение, которое изоляционное масло может выдержать без повреждений или помех.Диэлектрическая прочность является основной характеристикой жидких электроизоляционных масел и является одним из основных критериев испытаний новых масел на надежность и пригодность для использования в силовых электротрансформаторах.

Снижение эксплуатационных качеств трансформаторных масел является основной причиной аварий и катастрофических отказов трансформаторов. Вот почему масло необходимо контролировать, очищать и очищать, прежде чем оно станет вредным для сердечника трансформатора и твердой изоляции.

Перед использованием и установкой изоляционного масла важно установить параметры диэлектрической прочности, необходимые для надлежащей защиты трансформатора.Кроме того, важно установить программу профилактического обслуживания, которая наилучшим образом соответствует потребностям электроэнергетического оборудования.

Показатели рассчитываются при воздействии на изоляцию высокого напряжения в специально оборудованной среде, которая может быть использована для измерения потенциального электрического пробоя.

«Пробой диэлектрика» указывает на способность трансформаторного изоляционного масла выдерживать электрические нагрузки. Международный стандарт испытаний диэлектрической прочности содержится в стандарте D-877 Американского общества испытаний и материалов (ASTM).

Испытание на диэлектрическую прочность довольно просто выполнить, а результаты очень легко использовать в качестве справочного значения при сравнении данных нескольких испытаний и испытаний. Напряжение, используемое для проверки диэлектрической прочности изоляционного масла трансформатора, обычно находится в диапазоне от 5000 до 400000 вольт (5-400 кВ).

Образец трансформаторного масла помещают в очищенную емкость для испытаний. В том же сосуде, обычно на дне сосуда, размещают два плоских электрода на расстоянии 2.5 мм (иногда 4 мм, для проверки работоспособности масел в некоторых типах трансформаторов) друг от друга. Два электрода медленно заряжаются электричеством, при этом напряжение постепенно растет. В конце концов, при увеличении напряжения между двумя электродами проскочит искра. Это испытание повторяется от трех до шести раз, и для получения фактического числа «Пробивное напряжение» используется среднее испытательное напряжение. Это число указывает на уровень напряжения, при котором масло разбивается и проводит электричество.Как только масло становится проводником электричества, оно больше не может служить изолятором для сердечника и обмоток трансформатора.

Испытание на определение диэлектрической прочности трансформаторного изоляционного масла является наиболее важным испытанием, поскольку диэлектрическая прочность является единственной характеристикой, определяющей эксплуатационные характеристики жидкой изоляции. Диэлектрическая прочность должна быть достаточно высокой, чтобы защитить твердую изоляцию и обеспечить безопасную работу трансформатора.

Новое или недавно очищенное чистое трансформаторное масло даст более высокие результаты испытаний, чем отработанные масла, содержащие влагу и механические примеси. Минимальное напряжение пробоя трансформаторного масла (диэлектрическая прочность), которое считается безопасным, составляет 30 кВ.

На рынке имеется ряд оборудования, в котором используются специализированные тестеры, которые могут проверять значение числа «Пробивное напряжение», взятое из проб трансформаторного масла.

Электропроводность новых и бывших в употреблении жидкостей для автоматических трансмиссий на JSTOR

Абстрактный

РЕФЕРАТ Аппаратное обеспечение гибридной трансмиссии сочетает в себе электродвигатель и трансмиссию, коробку передач или гидравлический блок. Во многих конструкциях гибридных электромобилей (HEV) трансмиссионная жидкость находится в контакте с электродвигателем. Некоторые OEM-производители и рядовые поставщики обеспокоены электрическими свойствами жидкостей для автоматических трансмиссий (ATF). Lubrizol провел фундаментальный исследовательский проект, чтобы лучше понять электропроводность ATF. В этой статье мы представим данные проводимости в зависимости от температуры для ряда имеющихся в продаже ATF. Все жидкости имели электропроводность в диапазоне от 0.от 9 до 8×10-9 См/см при 100°C и могут считаться изоляторами со способностью рассеивать статический заряд. Далее мы разберем одну ATF, чтобы показать относительное влияние различных классов присадок к смазочным материалам. Мы обнаружили, что более полярные добавки оказывают большее влияние на проводимость на нормализованной основе (на %). Наконец, мы покажем данные о проводимости для ATF, взятых с автомобилей для полевых испытаний, и представим данные, демонстрирующие, что увеличение проводимости связано с окислением масла и снижением вязкости, а не с наличием металлических частиц износа или растворенных металлов.

Информация о журнале

SAE International Journal of Fuels and Lubricants — ведущий международный научный журнал, в котором публикуются отчеты об исследованиях, посвященных горюче-смазочным материалам в автомобильной технике. Журнал стремится быть основным источником информации для всесторонних и инновационных исследований в области топлива, смазочных материалов, присадок и катализаторов, предоставляя академикам, ученым и промышленным исследователям рецензируемую платформу для представления своей работы.

Информация об издателе

SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и соответствующих технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой отраслях промышленности. Основными компетенциями SAE International являются обучение на протяжении всей жизни и добровольная разработка согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является Фонд SAE, который поддерживает множество программ, в том числе A World In Motion® и серию Collegiate Design Series.

Естественно высокая диэлектрическая прочность со смазками BioBlend

Высокая диэлектрическая прочность – почему это важно

Вы работаете в условиях, когда вы или ваши сотрудники находитесь в непосредственной близости от опасного высоковольтного оборудования, такого как линии электропередач, подземные кабели или трансформаторы? Если это так, вам следует учитывать диэлектрическую прочность жидкостей и смазок, которые вы используете. Но почему это важно?

Диэлектрическая прочность — это мера способности смазки не проводить электричество, определяемая максимальным напряжением, с которым может работать конкретная смазка, не исчерпывая свои изоляционные свойства.Высокая диэлектрическая прочность указывает на некоторый уровень защиты от электропроводности смазкой при использовании в электрически заряженной рабочей среде или вблизи нее. Кроме того, жидкости с высокой диэлектрической прочностью могут защитить целостность ваших смазочных материалов от разрушения из-за разрушительного воздействия электрического тока, протекающего через них. Это требует от вас поддержания чистоты жидкостей, поскольку загрязняющие вещества, такие как вода и металлы износа, могут снизить диэлектрическую прочность и фактически сделать эти жидкости более проводящими.

Если вы или ваши сотрудники работаете с оборудованием, для которого требуются жидкости с высокой диэлектрической прочностью, например, с автовышками, сборщиками вишни и трансформаторами, вы должны сделать все возможное для поддержания надежности этих жидкостей. Это означает, что жидкости должны оставаться максимально свободными от мусора и влаги. Для этого убедитесь, что все фильтры в оборудовании работают и заменяются по мере необходимости. Если ваше оборудование не имеет встроенной фильтрации, вы можете рассмотреть возможность использования какой-либо переносной фильтрации, такой как тележка с фильтром или ручной блок, регулярно меняющийся.Кроме того, в борьбе с влагой внутри системы вы должны, если возможно, предусмотреть осушающие сапуны на оборудовании.

Существует целый ряд продуктов на выбор, и минеральное масло является стандартом во многих из этих применений. Но он вреден для окружающей среды, он на нефтяной основе и не является огнестойким.

Продукты, изготовленные из натуральных или растительных сложных эфиров, имеют естественно более высокую диэлектрическую прочность и изоляционные свойства, чем их нефтяные аналоги.Они менее токсичны и имеют более высокую температуру вспышки.

Полусинтетика также обладает более высокой диэлектрической прочностью. Полусинтетические масла допускают более широкий диапазон рабочих температур: они служат дольше при более высоких температурах и лучше работают при низких температурах.

Гидравлические жидкости BioFlo AWS

Гидравлические жидкости BioFlo AWS представляют собой полусинтетические гидравлические масла, изготовленные на основе возобновляемых базовых масел и отвечающие требованиям мобильных и промышленных гидравлических систем.Они демонстрируют сравнительно более высокую диэлектрическую прочность с номинальным напряжением более 45 кВ (ASTM D877). Жидкости BioFlo AWS подходят для использования во всех традиционных гидравлических системах, особенно в экологически чувствительных.