Вводные замечания. Техника безопасности при выполнении лабораторных работ

ДИЭЛЕКТРИКИ

Техника безопасности при выполнении лабораторных работ

1. При выполнении работ на металлических корпусах приборов при нарушении изоляции может, возникнуть опасное для жизни человека напряжение. В связи с этим запрещается самостоятельно вскрывать переднюю панель стенда и производить электромонтажные соединения в приборах.

2. Подавать питание на стенд следует только после проверки правильно­сти собранной схемы преподавателем.

3. При выполнении эксперимента запрещается производить какие-либо эксперименты на стенде, не имея допуска на выполнение данной работы.

4. Запрещается подавать питание на незаземленный стенд.

5. Запрещается подключать к стенду оборудование, не предусмотренное техническим описанием и методическими указаниями.

6. Запрещается производить какие-либо переключения на стенде при включенном питании (кроме предусмотренных в методических указаниях).

Диэлектрические материалы имеют молекулярное или ионное строение. Молекулы, в свою очередь, образованы из атомов, атомы и ионы – из электронов и положительно заряженных ядер. При этом суммарные заряды всех отрицательно и положительно заряженных частиц равны друг другу.

Идеальный диэлектрик состоит только из связанных между собой заряженных частиц. Свободных зарядов в нем нет, поэтому электро­проводность в идеальном диэлектрике отсутствует.

В реальных диэлектриках из-за наличия в них дефектов строения и ионогенной примеси име­ются свободные заряженные частицы (свободные заряды), кото­рые не связаны с определенными молекулами или атомами. Под действием приложенного электрического поля они направленно перемещаются (дрейфуют) в диэлектрике на относительно большие расстояния. Подходя к электродам, свободные заряды разряжаются на них, обу­словливая электрический ток. Поскольку содержание свободных за­рядов в диэлектриках ничтожно мало, их электропроводность очень низкая (в 10¹¹ – 10²⁶ раз меньше, чем у проводников).

Диэлектрические материалы используют в электротехнике в ос­новном для создания электрической изоляции, которая окружает токоведущие части электрических устройств и отде­ляет друг от друга элементы схемы или конструкции, находящиеся под различ­ными электрическими потенциалами.

Применение диэлектриков в конденсаторах позволяет получать требуемые значения емкости, а в некоторых случаях обеспечивает определенный характер зависимости этой емкости от внешних факторов. Диэлектрик конденсатора может запасать, а потом отдавать в цепь электрическую энергию (емкостный накопи­тель). Иногда конденсатор используют для разделения цепей постоянного и пе­ременного токов, для изменения угла фазового сдвига и т. д.

Некоторые диэлектрики применяют как для создания электрической изоля­ции, так и в качестве конденсаторных материалов (например, слюда, керамика, стекло, полистирольные и другие пленки). Тем не менее, требования к электро­изоляционным и конденсаторным материалам существенно различаются. Если от электроизоляционного материала требуется невысокая относительная диэлектри­ческая проницаемость и большое удельное сопротивление, то диэлектрик кон­денсатора, наоборот, должен иметь повышенную e и малое значение tgd.

Диэлектрические материалы являются основными видами электротехниче­ских материалов, с которыми придется встретиться на практике будущим инженерам-электрикам.

Физические условия, в которых должна находиться и функционировать изоляция, накладывают определенные требования на физико-химические параметры материала, ограничивая возможные вид и тип используемых электротехнических материалов. Кроме того, при конст­руировании даже простейших изделий, предназначенных для работы в электри­ческом поле, необходимо четко представлять, какие процессы происходят в мате­риале, как влияет тот, или иной материал на работу других частей устройства, в том числе за счет перераспределения электрического поля. Здесь необходимо учитывать разноплановые характеристики материала:

– механические: плотность и вес материала, прочность;

– теплофизические: теплопроводность, теплоемкость, нагревостойкость, те­плостойкость и горючесть;

– электрофизические: диэлектрическая проницаемость, электропровод­ность, электрическая прочность, трекингостойкость;

– физико-химические: химическая стойкость, влагопро­ни­цаемость и т.д.

Чтобы оценить значи­мость каждого из них и понять, какие требования, в каждом конкретном случае, являются главными, а какие – второстепенными необхо­димо ясное понимание всего комплекса процессов, происходящих при функцио­нировании устройств.

Основными электрическими характеристиками диэлектриков являются диэлектрическая проницаемость e, удельное объ­емное сопротивление r, удельное поверхностное сопротивление r _s, тан­генс угла диэлектрических потерь tgd и электрическая прочность Е _пр.

Дата добавления: 2015-04-25