Le diélectrique est un matériau ou une substance qui ne transmet pratiquement pas de courant électrique. Cette conductivité est due au petit nombre d'électrons et d'ions. Ces particules sont formées dans un matériau non conducteur uniquement lorsque les propriétés à haute température sont atteintes. À propos de ce qu'est un diélectrique et sera discuté dans cet article.
Description
Chaque conducteur électronique ou radio, semi-conducteur ou diélectrique chargé passe un courant électrique à travers lui, mais la particularité d'un diélectrique est que même à une haute tension supérieure à 550 V, un petit courant y circule. Un courant électrique dans un diélectrique est le mouvement de particules chargées dans une certaine direction (il peut être positif ou négatif).
Types de courants
La conductivité électrique des diélectriques est basée sur:
- Courants d'absorption - un courant qui circule dans un diélectrique à un courant constant jusqu'à ce qu'il atteigne un état d'équilibre, changeant de direction lorsqu'il est allumé et lorsqu'une tension lui est appliquée et lorsqu'il est éteint. Avec le courant alternatif, la tension dans le diélectrique y sera présente tout le temps tant qu'il est sous l'action d'un champ électrique.
- Conduction électronique - le mouvement des électrons sous l'influence d'un champ.
- Conduction électrique ionique - est le mouvement des ions. On le trouve dans les solutions d'électrolytes - sels, acides, alcalis, ainsi que dans de nombreux diélectriques.
- La conductivité électrique des molions est le mouvement de particules chargées appelées molions. On le trouve dans les systèmes colloïdaux, les émulsions et les suspensions. Le phénomène de mouvement du molion dans un champ électrique est appelé électrophorèse.
Les matériaux isolants sont classés selon leur état d'agrégation et leur nature chimique. Les premiers sont divisés en solide, liquide, gazeux et solidifiant. De par leur nature chimique, ils sont divisés en matériaux organiques, inorganiques et organoéléments.
Conduction électrique des diélectriques par état d'agrégation:
- Conduction électrique des gaz. Les substances gazeuses ont une conductivité électrique plutôt faible. Elle peut se produire en présence de particules chargées libres, qui apparaissent sous l'influence de facteurs externes et internes, électroniques et ioniques: rayons X et espèces radioactives, collision de molécules et de particules chargées, facteurs thermiques.
- Conduction électrique d'un diélectrique liquide. Facteurs de dépendance: structure moléculaire, température, impuretés, présence de charges importantes d'électrons et d'ions. La conductivité électrique des diélectriques liquides dépend en grande partie de la présence d'humidité et d'impuretés. La conductivité de l'électricité des substances polaires est créée même à l'aide d'un liquide avec des ions dissociés. Lorsque l'on compare des liquides polaires et non polaires,les premiers ont un net avantage en conductivité. Si le liquide est nettoyé des impuretés, cela contribuera à une diminution de ses propriétés conductrices. Avec une augmentation de la conductivité d'une substance liquide et de sa température, une diminution de sa viscosité se produit, entraînant une augmentation de la mobilité des ions.
- Diélectriques solides. Leur conductivité électrique est déterminée par le mouvement des particules diélectriques chargées et des impuretés. Dans les champs de courant électrique intense, la conductivité électrique est détectée.
Propriétés physiques des diélectriques
Lorsque la résistivité du matériau est inférieure à 10-5 Ohmm, elles peuvent être attribuées à des conducteurs. Si plus de 108 Ohmm - aux diélectriques. Il y a des cas où la résistivité sera plusieurs fois supérieure à la résistance du conducteur. Dans l'intervalle 10-5-108 Ohmm il y a un semi-conducteur. Le matériau métallique est un excellent conducteur de courant électrique.
De l'ensemble du tableau périodique, seuls 25 éléments appartiennent aux non-métaux, et 12 d'entre eux, peut-être, auront les propriétés d'un semi-conducteur. Mais, bien sûr, en plus des substances du tableau, il existe de nombreux autres alliages, compositions ou composés chimiques ayant la propriété d'un conducteur, d'un semi-conducteur ou d'un diélectrique. Sur cette base, il est difficile de tracer une certaine ligne entre les valeurs de diverses substances avec leurs résistances. Par exemple, avec un facteur de température réduit, un semi-conducteur se comportera comme un diélectrique.
Demande
L'utilisation de matériaux non conducteurs est très répandue, car il s'agit de l'une des nuances les plus couramment utiliséescomposants électriques. Il est devenu tout à fait clair qu'ils peuvent être utilisés grâce à leurs propriétés sous une forme active et passive.
Sous une forme passive, les propriétés des diélectriques sont utilisées dans les matériaux isolants électriques.
Sous leur forme active, ils sont utilisés dans les ferroélectriques, ainsi que dans les matériaux pour émetteurs de technologie laser.
Diélectriques de base
Les espèces communes incluent:
- Verre.
- Caoutchouc.
- Pétrole.
- Asph alte.
- Porcelaine.
- Quartz.
- Air.
- Diamant.
- Eau propre.
- Plastique.
Qu'est-ce qu'un diélectrique liquide ?
Une polarisation de ce type se produit dans le champ de courant électrique. Les substances liquides non conductrices sont utilisées en ingénierie pour couler ou imprégner des matériaux. Il existe 3 classes de diélectriques liquides:
Les huiles de pétrole sont de faible viscosité et pour la plupart non polaires. Ils sont souvent utilisés dans les équipements haute tension: huile de transformateur, eau haute tension. L'huile de transformateur est un diélectrique non polaire. L'huile de câble a trouvé une application dans l'imprégnation de fils de papier isolants avec une tension allant jusqu'à 40 kV, ainsi que des revêtements à base de métal avec un courant de plus de 120 kV. L'huile de transformateur a une structure plus propre que l'huile de condensateur. Ce type de diélectrique est largement utilisé en production, malgré son coût élevé par rapport aux substances et matériaux analogues.
Qu'est-ce qu'un diélectrique synthétique ? Actuellement, il est interdit presque partout en raison de sa forte toxicité, puisqu'il est produit à base de carbone chloré. Un diélectrique liquide à base de silicium organique est sûr et respectueux de l'environnement. Ce type ne provoque pas de rouille du métal et présente les propriétés d'une faible hygroscopicité. Il existe un diélectrique liquéfié contenant un composé organofluoré particulièrement apprécié pour son ininflammabilité, ses propriétés thermiques et sa stabilité à l'oxydation.
Et le dernier type est les huiles végétales. Ce sont des diélectriques faiblement polaires, notamment les graines de lin, le ricin, le tung, le chanvre. L'huile de ricin est très chauffée et est utilisée dans les condensateurs en papier. Le reste des huiles est évaporé. L'évaporation en eux n'est pas causée par l'évaporation naturelle, mais par une réaction chimique appelée polymérisation. Activement utilisé dans les émaux et les peintures.
Conclusion
L'article décrit en détail ce qu'est un diélectrique. Diverses espèces et leurs propriétés ont été mentionnées. Bien sûr, pour comprendre la subtilité de leurs caractéristiques, vous devrez étudier plus en profondeur la section de physique qui les concerne.
