Диэлектрика называется

Слюда и слюдяные электроизоляционные материалы в чистом виде применяются в качестве основного диэлектрика конденсаторов, межэлектродной изоляции в электронных лампах. В сочетании с различными волокнистыми и склеивающими веществами слюда применяется для изготовления материалов с высокими электроизоляционными качествами. Слюдяные материалы вместе с тем имеют повышенную теплостойкость. Их применяют для изготовления изоляции электрических машин и аппаратов в тех случаях, когда необходима повышенная надежность.

Твердые электроизоляционные материалы. К ним относятся твердые органические и неорганические диэлектрики. К числу твердых диэлектриков относятся и такие, которые в процессе технологии изолирования из жидких превращаются в твердые, например, лаки и компаунды. Волокнистые материалы — бумага, картон изготовляются из органических волокон и неорганических (стекла, асбеста и др.). Применяются для изоляции обмоточных проводов и кабелей, в качестве основного диэлектрика конденсаторов, служат волокнистой основой слоистых пластиков, подложкой слюдяной изоляции, для пазовой изоляции электрических машин и изоляции трансформаторов.

Напряжения UL и L/C равны по величине и противоположны по знаку и в зависимости от величины сопротивлений %ь и хс могут быть много больше напряжения на зажимах цепи. При малом значении величины г и значительных величинах х*- й Хс возникает опасность для установок переменного тока, так как чрезмерное увеличение напряжения на участках цепи може.т привести к пробою изоляции катушек, пробою диэлектрика конденсаторов, к чрезмерному нагреву проводов и кабелей и воспламенению их изоляции. ;

Рост интенсивности отказов после момента времени t2 объясняет9Я износом элементов (старением диэлектрика конденсаторов, потерей эмиссии катодом лампы и т. д.). У многих элементов старение начинается после нескольких тысяч, а иногда и десятков тысяч часов эксплуатации. Далее под интенсивностью отказов будем понимать ее значение в период нормальной работы.

Основное применение: изготовление всевозможных фасонных деталей и узлов разными методами прессования и литья, сочетающих в весьма широких диапазонах разнообразные электрические, механические и физические свойства. Особенно широко применяются в производстве низковольтной аппаратуры и приборов. . Электроизоляционные пленки изготовляются из некоторых синтетических полимеров и эфиров целлюлозы. Применяются в качестве основного диэлектрика конденсаторов, изоляции обмоток и корпусной изоляции электрических машин, обмоток трансформаторов и различных катушек, а также для изоляции некоторых видов проводов и кабелей. В ряде случаев используются в сочетании с волокнистой основой.

Применяют в качестве различных изоляторов (высоковольтных, телефонно-телеграфных, высокочастотных), установочных деталей (каркасы катушек, ламповые панели, детали выключателей, штепсельных разъемов и пр.), основного диэлектрика конденсаторов, деталей в электронных лампах; в нагревательных приборах,

Бумаги и картоны — листовые или рулонные материалы ко-ротковолокнистого строения, состоящие в основном из целлюлозы. Наиболее тонкий и высококачественный вид электроизоляционных бумаг — конденсаторная бумага, применяемая для изготовления диэлектрика конденсаторов. Конденсаторную бумагу изготовляют из сульфатной древесной целлюлозы. В СССР разработан простой способ производства борированной целлюлозы, обеспечивающий конденсаторной бумаге резко сниженную зависимость tg 6 от плотности бумаги. По новой технологии в СССР выпускается бумага марок: КОН — обычная, СКОН — специальная, улучшенного качества, МКОН — с малыми диэлектрическими потерями, ЭМКОН — с высокой электрической прочностью и малыми потерями.

чего кристаллизуется синтетическая слюда. Синтетическая слюда, называемая фторфлогопитом, обладает более высокой химической стойкостью, нагревостойкостью, радиационной стойкостью, чем природный флогопит. Это связано с тем, что во фторфлогопите отсутствует кристаллизационная вода, гидроксильные группы ОН в нем замещены на ионы фтора. Синтетическая слюда значительно дороже, чем природная. Она получается в виде сравнительно небольших кристаллов и труднее, чем природная слюда, расщепляется. По этим причинам синтетическая слюда не может рассматриваться как заменитель природной, однако она представляет большой интерес из-за высоких электрических свойств. Фторфлогопит находит применение в качестве изоляционных материалов в электронных лампах, для окон волноводов, в качестве диэлектрика конденсаторов, работающих до температуры 600—700 °С, и для других изделий, применяемых в радиоэлектронике. Кроме того, на основе синтетической слюды может быть изготовлено, как и на основе природной слюды, много различных интересных для техники материалов. Сравнение свойств мусковита, флогопита и фторфлогопита приведено в табл. 6.5.

7) напыление диэлектрика конденсаторов;

Гибкие пленки. Особый вид изделий из органических полимеров — тонкие (толщиной до 0,02 мм и даже менее) прозрачные гибкие пленки, выпускаемые в рулонах. Эти пленки, обладающие высокой электрической и механической прочностью, широко применяются в изоляции электрических машин, кабелей и обмоточных проводов, в качестве диэлектрика конденсаторов и т. п.

1. Конденсаторные стекла используются в качестве диэлектрика конденсаторов, применяемых в высоковольтных фильтрах, импульсных генераторах, колебательных контурах высокочастотных устройств. Они должны иметь по возможности повышенную е,г и (для высокочастотных конденсаторов) малый tg д.

Предельная напряженность поля, при которой происходит пробой диэлектрика, называется его электрической прочностью. Электрическая прочность зависит не только от свойств диэлектрика, но также от многих условий, в которых он работает, например от рода тока, скорости изменения и времени воздействия электрического поля, температуры и влажности.

Рассмотрим кратко физические процессы в активной зоне конденсатора на упрощенной модели поляризации диэлектрика, помещенного между пластинами. При внесении диэлектрика во внешнее электрическое поле Е0, созданное под действием разности потенциалов U, связанные заряды диэлектрика смещаются. Этот процесс называется поляризацией. Поляризация диэлектрика протекает по-разному, в зависимости от типа молекул диэлектрика. Полярные диэлектрики состоят, в основном, из диполей — поляризованных молекул, у которых электрические заряды +q и — q расположены на расстоянии / друг от друга. Диполь обладает электрическим моментом р, представляющим собой вектор, направленный от — q к +q по оси диполя и численно равный ql. При отсутствии внешнего поля все молекулярные диполи расположены хаотически и суммарный электрический момент диэлектрика равен нулю. Под действием сил поля Е0 диполи стремятся ориентироваться в пространстве таким образом, чтобы электрический момент их был направлен параллельно вектору Е0. Этому препятствуют силы взаимодействия между молекулами. Поэтому под влиянием внешнего поля диполи повернутся в направлении поля на некоторый угол и диэлектрик приобретет электрический момент ?р. Такая поляризация полярного диэлектрика называется ориентационной.

Интегральные микросхемы изготавливаются на основе объемных и пленочных структур из полупроводниковых, диэлектрических и проводящих материалов. Объемные структуры служат основой для полупроводниковых интегральных микросхем, а пленочные •— для пленочных и гибридных. Структура, в которой между металлическими пластинками находится тонкая пленка диэлектрика, называется структурой металл—^диэлектрик—металл и обозначается МДМ. В МДМ-структуре в контактах между металлом и диэлектриком возникает потенциальный барьер, а через тонкую пленку диэлектрика начинает протекать ток инжекций, образующий в диэлектрике пространственный электрический заряд.

Если обкладки ранее заряженного конденсатора замкнуть, накоротко на малое время (секунды), то после размыкания напряжение на них может снова увеличиться до некоторого значения. Это явление, свойственное конденсаторам с замедленной поляризацией (многослойным, с неоднородностями диэлектрика), называется абсорбцией электрических зарядов. В первом приближении его можно объяснить, пользуясь эквивалентной схемой конденсатора, представленной на 4.3. При замыкании накоротко на малое время выводов обкладок 1—2 разрядиться полностью успевает только основная емкость конденсатора С, обусловленная быстрой поляризацией. В диэлектрике на поверхностях раздела, на неоднородностях и в некоторых других местах накапливаются объемные заряды, на образование которых затрачивается значительное время, измеряемое иногда десятками минут. На 4.3 наличие таких зарядов показано в виде абсорбционной емкости Са, подключенной к основной (С) через эквивалентное сопротивление Ra. С ростом температуры токи абсорбции увеличиваются по закону, близкому к показательному. От величины приложенного напряжения они зависят линейно.

положение отрицательного заряда не совпадает с положением ядра и образуется электрический диполь (пара разноименных точечных зарядов, связанных между собой и находящихся на малом расстоянии друг от друга), напряженность электрического поля которого W„т ослабляет внешнее поле. Формально это явление отражается введением коэффициента е, (относительная диэлектрическая проницаемость среды) в формулу закона Кулона. Чем больше ег, тем сильнее ослабляется внешнее поле. Повышая напряженность электрического поля, в котором расположен диэлектрик, можно достичь такого состояния, когда орбитальные электроны начнут срываться с орбит полем, произойдет местное разрушение диэлектрика, или его пробой. Напряженность поля Wnp, при которой наступает пробой диэлектрика, называется пробивной.

В сильном электрическом поле, как указывалось, происходит расщепление молекул диэлектрика на ионы и тело, которое в слабом поле было диэлектриком, становится проводником. Напряженность электрического поля, при которой начинается ионизация молекул диэлектрика, называется пробивной напряженностью (электрической прочностью) диэлектрика. Величина напряженности электрического поля, которая допускается в диэлектрике при его использовании в электрических установках, называется допустимой напряженностью. Допустимая напряженность обычно в несколько раз меньше пробивной. Отношение пробивной напряженности к допустимой определяет запас прочности.

Значение напряженности электрического поля, при котором начинается пробой диэлектрика, называется пробивным градиентом, или электрической прочностью диэлектрика.

Напряженность поля, при котором происходит пробой диэлектрика, называется электрической прочностью диэлектрика <§"пр, а напряжение — пробивным Unp. Отношение пробивного напряжения к толщине диэлектрика в месте пробоя равно напряженности поля при пробое, т. е. электрической прочности диэлектрика:

Величина напряженности электрического поля, которая допускается в диэлектрике при его использовании в электрических установках, называется допустимой напряженностью. Для надежной работы установки нужно, чтобы допустимая напряженность была в несколько раз меньше электрической прочности диэлектрика. Электрическая прочность некоторых диэлектриков приведена в табл. 8-1.

/Значение напряжения, при котором происходит пробой диэлектрика, называется пробивным напряжением, а соответствующее значение напряженности поля — пробивной напряженностью. Пробивная напряженность является мерой электрической прочности диэлектрика. Пробивная напряженность определя< ется величиной пробивного напряжения, отнесенного к толщине диэлектрика в месте пробоя.

Значение напряжения, при котором происходит пробой диэлектрика, называется пробивным напряжением, а соответствующее значение напряженности внешнего однородного электрического поля — электрической прочностью диэлектрика.