materiály

é (polární) Jejich stavba je nesymetrická; vyznačují se (i v nepřítomnosti elektrického pole) stálým elektrickým momentem. V přítomnosti elektrického pole se dipólové molekuly stáčejí do směru pole. Tím získají přídavný (indukovaný) dipólový moment, který se vektorově skládá se stálým dipólovým momentem.
------------------------------------------------------------------------------------------Polarizace-Fyzikální jev, při němž se působením vnějšího i vnitřního elektrického pole přemisťují (posouvají) elektricky vázané náboje dielektrika ze svých rovnovážných poloh do nových na malé omezené vzdálenosti, a obsahuje-li látka dipólové molekuly, natáčejí se (orientují se) tyto do směru pole. Výjimečně jsou i volné náboje v dielektriku příčinou polarizace. • Mírou polarizace v látce je vektor polarizace P (C m-2) a relativní permitivita ε´ (-).
• Polarizovatelnost (α) vyjadřuje schopnost polarizace látky; je základní fyzikální vlastností dielektrik. S polarizovatelností souvisí permitivita ε´.
------------------------------------------------------------------------------------------
paraelektrika, jejichž dielektrická susceptibilita, která může sahat od hodnot nepatrně větších než nula až k hodnotám okolo 100,
feroelektrika, vyznačující se velkou dielektrickou susceptibilitou, která může dosahovat hodnot řádů 102 až 104.
------------------------------------------------------------------------------------------Klasifikace polarizačních mechanismů
A. Polarizace rychlé (pružné) 1 Polarizace elektronová
2 Polarizace iontová (pružná)
B. Polarizace pomalé (relaxační) 1 Polarizace dipólová
2 Polarizace iontová-relaxační C. Polarizace zvláštní 1 Polarizace mezivrstvová (migrační)
2 Polarizace samovolná (spontánní)
3 Polarizace trvalá (permanentní)
4 Polarizace rezonanční
------------------------------------------------------------------------------------------
Elektrostrikce • Vyskytuje se u všech dielektrik. • Mechanické deformace, tj. změny geometrických následkem polarizace. • Změna Δl ~ E2.
Pyroelektrický jev • Vyskytuje se u všech přirozených krystalických středové souměrnosti, spontánně polarizovaných • Na koncových povrchových plochách jsou permanentní ochlazením krystalu se změní polarizace uvnitř krystalu • Pyroelektriky jsou všechny látky se spontánní polarizací.
Piezoelektrický jev • Vyskytuje se jen v krystalech s anizotropními vlastnostmi, (jsou středově nesouměrné, acentrické). • Přímý piezoelektrický jev: mechanickou deformací nebo kroucením) se tělesa elektricky polarizují. náboje. • Obrácený (reciproký) piezoelektrický jev: schopnost tvaru krystalu) působením vnějšího elektrického • Změna Δl ~ E. • Piezoelektrické vlastnosti mají všechny látky piezoelektrických látek, které nejsou feroelektriky. • Piezoelektrika: křemen, turmalín (boritokřemičitan • Rozdíly mezi elektrostrikcí a piezoelektrický jevem • elektrostrikce se vyskytuje u všech dielektrik, látek s anizotropními vlastnostmi, • změna Δl u elektrostrikce je úměrná energii (tj. úměrná E2), u piezoelektrického jevu je Δl ~ • piezoelektrický jev existuje přímý a obrácený.
------------------------------------------------------------------------------------------
Elektrická vodivost tuhých izolantů Vnitřní elektrická vodivost tuhých izolantů • Závisí na chemickém složení a struktuře látek, defektech vnitřního uspořádání a na druhu a obsahu nečistot a příměsí.
• Elektrická vodivost a. ������ iontová (ionty příměsí, nečistot; ionty vlastní látky) ������ elektronová (zpravidla na velmi nízké úrovni; výrazněji se uplatní v silných elektrických polích, resp. při vysokých teplotách) b. ������ příměsová ������ vlastní
------------------------------------------------------------------------------------------
Waldenovo pravidlo-vzájemná vazba konduktivity,dynamickáviskozita kapalin
------------------------------------------------------------------------------------------
Elektroforetická vodivost • Vyskytuje se v systémech koloidních látek. Je charakterizována tím, že volnými nositeli nábojů jsou koloidní částice (skupiny molekul). • Z koloidních soustav se u kapalných izolantů vyskytují ������ emulze, tj. kapalné koloidní soustavy vznikající ze dvou kapalných fází, které se navzájem jen omezeně mísí nebo se vůbec nemísí, přičemž jedna fáze je v druhé koloidně rozptýlena (v podobě jemných kapek) a ������ suspenze, tj. hrubé dispersní soustavy nerozpustných tuhých látek jemně rozptýlených v kapalném dispergujícím prostředí. Po přiložení elektrického pole se elektricky nabité koloidní částice dostanou do pohybu - elektroforéza. • Od elektrolýzy se elektroforéza odlišuje tím, že se na elektrodách nevylučují nové látky, vznikající elektrochemickými ději.
------------------------------------------------------------------------------------------
Povrchová elektrická vodivost tuhých izolantů-Rozhodující vliv na velikost povrchové vodivosti mají tyto činitele: ������ Relativní vlhkost okolního prostředí. S klesající teplotou relativní vlhkost atmosféry stoupá, tím stoupá i tloušťka adsorbovaného vodního filmu. Ohřátím se vodní film z povrchu odpaří a povrchová vodivost klesne. ������ Schopnost látky odpuzovat nebo vázat vodu. Tato schopnost látky závisí na struktuře a povaze látky. Podle chování k vodě se rozlišují: ������ Látky hydrofobní, které vodu odpuzují a vodou se nesmáčejí. ������ Látky hydrofilní, které vodu přitahují, vodou se smáčejí. ������ Čistota a hladkost povrchu látky. Nečistoty usazené na povrchu izolantu značně zvětšují povrchovou vodivost látek hydrofilních. Čím hladší a lesklejší je povrch, tím má látka vyšší povrchovou rezistivitu. U látek hydrofobních je snížení povrchové rezistivity znečištěním povrchu poměrně malé.
------------------------------------------------------------------------------------------
Dielektrické ztráty-vodivostní ztráty,polarizační ztráty,ionizační ztráty
------------------------------------------------------------------------------------------
Velikost dielektrických ztrát vyjadřují:
������ ztrátový úhel (δ),
������ ztrátový činitel (tg δ),
������ ztrátové číslo (ε´´ = ε´ . tg δ)
������ měrné dielektrické ztráty (ztrátový výkon P vztažený na jednotkový objem látky).
------------------------------------------------------------------------------------------
Výboj(průraz): A ������ nesamostatný ������ samostatný
B ������ vysokotlaký ������ nízkotlaký
C ������ ustálený ������ neustálený
D ������ úplný (překlenuje celou vzdálenost mezi vodiči s různým potenciálem)
������ částečný
• Podle skupenského stavu a uspořádání elektrického obvodu se rozlišuje:
������ průraz (tuhé izolanty)
������ přeskok (plynné, kapalné izolanty)
• Oba jevy jsou spojeny s poklesem napětí a se vzrůstem proudu. U tuhých izolantů je důsledkem trvalé zhoršení elektroizolačních vlastností, u plynných a kapalných jde zpravidla o zhoršení dočasné. Napětí mezi elektrodami, při kterém dochází k průrazu, resp. přeskoku je průrazné napětí (Up; efektivní nebo vrcholová hodnota); mj. závisí na rozměrech vzorku izolantu.
------------------------------------------------------------------------------------------
Činitele ovlivňující velikost elektrické pevnosti
������ Teplota
������ Tloušťka izolantu
������ Charakter a druh elektrického pole (homogenní, nehomogenní pole; stejnosměrné, střídavé pole; rázové namáhání)
������ Kmitočet elektrického pole
������ Částečné výboje Vlivy částečných výbojů v plynových dutinkách: a) elektrické (oblouk, vodivá dráha), b) erozivní (rozrušování stěn dutinek), c) chemické (účinkem zplodin výbojů na izolant), d) tepelné (možnost vzniku tepelné nestability).
������ Doba působení elektrického pole
------------------------------------------------------------------------------------------
Průraz tuhých izolantů
• Typy průrazů
1. Čistě elektrický průraz Velmi rychlý průraz; t = 10-7- 10-8 s. Proražené místo je tvaru čistého otvoru o průměru řádově 0,01 mm (tzv. propich) beze stop po opálení okolí. K čistě elektrickému průrazu dochází zejména při rázovém namáhání.
2. Tepelný průraz Doba rozvinutí trvá sekundy i minuty. Okolí místa průrazu se silně ohřeje. Po průrazu se objeví vypálený otvor (kanál), jehož okolí bývá zuhelnatělé; často materiál popraská, rozkládá se či taví. Tepelný průraz vzniká následkem porušení tepelně elektrické rovnováhy izolantu, jehož příčinou je vzrůst dielektrických ztrát s teplotu.
------------------------------------------------------------------------------------------
Termoplasty - polyetylen, polypropylen, polystyren, polyvinylchlorid, polyizobutylen, polymetylmetakrylát, polytetrafluoretylen, polychlortrifluoretylen, polyformaldehyd, polyamidy, linární polyuretany, linární polyestery, polykarbonáty
Reaktoplasty - fenoplasty, aminoplasty, nenasycené polyestery, prostorové polyuretany, epoxidy
Elastomery - izoprénový, butadienový, chloroprenový, silikonový kaučuk, pryž
Teplovzdorné plasty - silikony, polyfenylénoxid, polysulfony, polyimidy
------------------------------------------------------------------------------------------