Дать полную характеристику диэлектрикам, приведённым в таблице 2.2, по следующим процессам:
– по виду поляризации. Привести и объяснить зависимости диэлектрической проницаемости ε от частоты и температуры;
– по виду электропроводимости. Привести зависимость токов, протекающих по диэлектрику от времени приложения напряжения, векторную диаграмму для данных диэлектриков с указанием углов между токами и напряжением;
– по виду диэлектрических потерь;
– по электрической прочности.
Вариант 7: совтол.
Решение
Основным, характерным для любого диэлектрика процессом, возникающим при воздействии на него электрического напряжения, является поляризация – ограниченное смещение связанных зарядов или ориентация дипольных молекул.
Вид поляризации диэлектриков определяется его составом и структурой. Различают много видов поляризации, основными из которых являются
-электронная поляризация: представляет собой упругое смещение и деформацию электронных оболочек атомов и ионов относительно ядра под действием сил электрического поля;
-ионная поляризация;
-электронно- и ионно-релаксационная и дипольно-релаксационная поляризации;
-структурная (межслойная, миграционная) поляризация и т.д.
Совтол – синтетический жидкий полярный диэлектрик, принадлежащий к группе хлорированных дифенилов (ХД). Совтол представляет собой смесь 90 % совола и 10 % трихлорбензола C6 H3Cl3.
Вид поляризации объясняется несимметричным строением молекул – дипольно-релаксационная и электронная поляризация.
2148840342900Рис. 3.
ε
ν, Гц
ε
00Рис. 3.
ε
ν, Гц
ε
34290352425Рис. 2.
2
1
T
ε
00Рис. 2.
2
1
T
ε
В отличие от неполярных, для которых диэлектрическая проницаемость мало зависит от температуры (рис. 2, кривая 1), у полярных диэлектриков, в том числе и совтола, зависимость ε от температуры имеет характерный максимум (рис. 2, кривая 2). Это объясняется тем, что в области низких температур повышение температуры ведет к ослаблению межмолекулярных сил, что облегчает поворот диполей под действием сил поля
. В области высоких температур ε уменьшается из-за возрастания беспорядочных тепловых колебаний.
В реальных диэлектриках, так же и в совтоле, в той или иной мере возможны и другие виды поляризации, кроме основного – дипольно-релаксационного. Если диэлектрик помещен в постоянное электрическое поле, то все виды поляризации, присущие данному веществу, успевают установиться. В переменном электрическом поле с увеличением частоты начинают запаздывать сначала наиболее медленные, а затем другие виды поляризации. В области низких частот вклад в ε вносят все виды поляризации, однако при ν=104–105 Гц начинают «выключаться» различные виды объемно-зарядной поляризации В диапазоне радиочастот (104–1011Гц) перестают вносить вклад в ε тепловые механизмы поляризации (электронная, ионная и дипольная). При частотах, соответствующих инфракрасной области спектра (1011–1015 Гц) – запаздывание ионной упругой и дипольной упругой поляризации (рис. 3). При дальнейшем росте частоты, когда время полупериода становится меньше времени релаксации, которое от частоты не зависит, ε начинает уменьшаться вплоть до значений, определяемых электронной поляризацией. Следовательно, на высоких частотах дипольная поляризация отсутствует.
Остальные физико-химические свойства совтола
Совтол - охлаждающая жидкость, химически устойчивая, пожаро- и взрывобезопасная
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
