Kietųjų dielektrikų savitasis tūris ir paviršiaus varža

Kietojo mėginio tyrimas dielektrinis, galima išskirti du iš esmės galimus elektros srovės tekėjimo kelius: per tam tikro dielektriko paviršių ir per jo tūrį. Šiuo požiūriu, naudojant paviršiaus ir tūrio varžos sąvokas, galima įvertinti dielektriko gebėjimą leisti elektros srovę šiomis kryptimis.

Masinis atsparumas Tai varža, kurią dielektrikas turi, kai jo tūriu teka nuolatinė srovė.

Paviršiaus atsparumas — Tai varža, kurią dielektrikas turi, kai jo paviršiumi teka nuolatinė srovė. Paviršinė ir tūrinė savitoji varža nustatoma eksperimentiškai.

Dielektriko savitosios tūrinės savitosios varžos reikšmė skaitine prasme yra lygi iš to dielektriko pagaminto kubo, kurio briauna yra 1 metro ilgio, varžai, jeigu per dvi priešingas jo puses teka nuolatinė srovė.

Norėdamas išmatuoti dielektriko tūrinę varžą, eksperimentatorius klijuoja metalinius elektrodus prie priešingų kubinio dielektriko mėginio pusių.

Elektrodų plotas lygus S, o mėginio storis imamas h. Eksperimente elektrodai montuojami apsauginių metalinių žiedų viduje, kurie būtinai įžeminti, kad būtų pašalinta paviršiaus srovių įtaka matavimų tikslumui.

Kai elektrodai ir apsauginiai žiedai yra sumontuoti laikantis visų tinkamų eksperimentinių sąlygų, ant elektrodų iš kalibruoto pastovios įtampos šaltinio įvedama pastovi įtampa U ir palaikoma 3 minutes, kad poliarizacijos procesai dielektriniame pavyzdyje tikrai būtų baigti.

Tada, neatjungdami nuolatinės srovės įtampos šaltinio, išmatuokite įtampą ir tiesioginę srovę naudodami voltmetrą ir mikroampermetrą. Tada dielektrinio mėginio tūrinė varža apskaičiuojama pagal šią formulę:

Tūrinis pasipriešinimas matuojamas omais.

Kadangi elektrodų plotas yra žinomas, jis lygus S, taip pat žinomas dielektriko storis, lygus h, o tūrinė varža Rv ką tik buvo išmatuota, dabar galite rasti tūrio varžą dielektrikas (matuojamas omų * m), naudojant šią formulę:

Norėdami rasti dielektriko paviršiaus varžą, pirmiausia suraskite konkretaus pavyzdžio paviršiaus varžą. Tam prie mėginio d atstumu tarp jų priklijuojami du l ilgio metaliniai elektrodai.

Tada ant sujungtų elektrodų įvedama pastovi įtampa U iš pastovios įtampos šaltinio, kuri palaikoma 3 minutes, kad poliarizacijos procesai mėginyje greičiausiai baigtųsi, o įtampa matuojama voltmetru, o srovė – ampermetru. .

Galiausiai paviršiaus varža omuose apskaičiuojama pagal formulę:

Dabar, norint rasti savitąją dielektriko paviršiaus varžą, reikia remtis tuo, kad ji skaitine prasme yra lygi tam tikros medžiagos kvadratinio paviršiaus paviršiaus varžai, jei srovė teka tarp elektrodų, sumontuotų ant jo šonų. ši aikštė. Tada savitasis paviršiaus pasipriešinimas bus lygus:

Paviršiaus varža matuojama omais.

Savitasis dielektriko paviršiaus atsparumas yra dielektriko medžiagos charakteristika ir priklauso nuo dielektriko cheminės sudėties, dabartinės temperatūros, drėgmės ir į jo paviršių veikiančios įtampos.

Dielektrinio paviršiaus sausumas vaidina didžiulį vaidmenį. Ploniausio vandens sluoksnio mėginio paviršiuje pakanka, kad būtų parodytas pastebimas laidumas, kuris priklausys nuo šio sluoksnio storio.

Paviršiaus laidumą daugiausia lemia priemaišų, defektų ir drėgmės buvimas dielektriko paviršiuje. Porėti ir poliniai dielektrikai yra jautresni drėgmei nei kiti. Tokių medžiagų specifinis paviršiaus atsparumas yra susijęs su kietumo verte ir dielektrinio drėkinimo kontakto kampu.

Žemiau yra lentelė, iš kurios matyti, kad kietesni dielektrikai su mažesniu kontakto kampu turi mažesnę savitąją paviršiaus varžą drėgnoje būsenoje. Šiuo požiūriu dielektrikai skirstomi į hidrofobinius ir hidrofilinius.

Nepoliniai dielektrikai yra hidrofobiniai ir nedrėksta vandeniu, kai paviršius yra švarus. Dėl šios priežasties, net ir patalpinus tokį dielektriką į drėgną aplinką, jo paviršiaus varža praktiškai nepasikeis.

Poliariniai ir dauguma joninių dielektrikų yra hidrofiliniai ir pasižymi drėkinimu. Jei hidrofilinis dielektrikas patalpinamas drėgnoje aplinkoje, jo paviršiaus varža sumažės. Įvairūs teršalai lengvai prilips prie šlapio paviršiaus, o tai taip pat gali prisidėti prie paviršiaus atsparumo sumažėjimo.

Taip pat yra tarpinių dielektrikų, tai yra silpnai poliškos medžiagos, tokios kaip lavsanas.

Jei šlapia izoliacija šildoma, kylant temperatūrai jos paviršiaus varža gali pradėti didėti. Kai izoliacija yra sausa, atsparumas gali sumažėti. Žema temperatūra prisideda prie dielektriko paviršiaus atsparumo padidėjimo išdžiūvusiame būvyje 6-7 eilėmis, palyginti su ta pačia medžiaga, tik šlapia.

Norėdami padidinti dielektriko paviršiaus atsparumą, jie naudojasi įvairiais technologiniais metodais. Pavyzdžiui, mėginys gali būti plaunamas tirpiklyje arba verdančiame distiliuotame vandenyje, priklausomai nuo dielektriko tipo, arba kaitinamas iki pakankamai aukštos temperatūros, padengiamas drėgmei atspariu laku, glazūra, dedamas į apsauginį apvalkalą, dėklą, ir tt .