Cieto dielektriķu īpatnējais tilpums un virsmas pretestība

Cietā parauga pārbaude dielektrisks, ir iespējams atšķirt divus fundamentāli iespējamos elektriskās strāvas plūsmas ceļus: pa dotā dielektriķa virsmu un caur tā tilpumu. No šī viedokļa ir iespējams novērtēt dielektriķa spēju vadīt elektrisko strāvu šajos virzienos, izmantojot virsmas un tilpuma pretestības jēdzienus.

Lielapjoma pretestība Tā ir pretestība, ko uzrāda dielektriķis, kad caur tā tilpumu plūst līdzstrāva.

Virsmas pretestība — Tā ir pretestība, ko uzrāda dielektriķis, kad pāri tā virsmai plūst līdzstrāva. Eksperimentāli nosaka virsmas un tilpuma pretestību.

Dielektriķa īpatnējās tilpuma pretestības vērtība ir skaitliski vienāda ar pretestību no šī dielektriķa izgatavotam kubam, kura mala ir 1 metrs gara, ja caur tā divām pretējām malām plūst līdzstrāva.

Vēloties izmērīt dielektriķa pretestību, eksperimentētājs pielīmē metāla elektrodus kubiskā dielektriskā parauga pretējām pusēm.

Elektrodu laukumu ņem vienādu ar S un parauga biezumu ņem h. Eksperimentā elektrodi tiek uzstādīti aizsargājošos metāla gredzenos, kas obligāti ir iezemēti, lai novērstu virsmas strāvu ietekmi uz mērījumu precizitāti.

Kad elektrodi un aizsarggredzeni ir uzstādīti saskaņā ar visiem atbilstošajiem eksperimentālajiem apstākļiem, no kalibrēta nemainīga sprieguma avota uz elektrodiem tiek pielikts pastāvīgs spriegums U un tiek turēts 3 minūtes, lai polarizācijas procesi dielektriskajā paraugā noteikti būtu pabeigti.

Pēc tam, neatvienojot līdzstrāvas sprieguma avotu, izmēra spriegumu un tiešo strāvu, izmantojot voltmetru un mikroampermetru. Pēc tam dielektriskā parauga tilpuma pretestību aprēķina, izmantojot šādu formulu:

Skaļuma pretestību mēra omos.

Tā kā elektrodu laukums ir zināms, tas ir vienāds ar S, ir zināms arī dielektriķa biezums, tas ir vienāds ar h, un tikko tika izmērīta tilpuma pretestība Rv, tagad varat atrast tilpuma pretestību dielektriķis (mērīts omi * m), izmantojot šādu formulu:

Lai atrastu dielektriķa virsmas pretestību, vispirms atrodiet konkrēta parauga virsmas pretestību. Šim nolūkam pie parauga tiek pielīmēti divi metāla elektrodi ar garumu l attālumā d starp tiem.

Pēc tam savienotajiem elektrodiem tiek pielikts pastāvīgs spriegums U no pastāvīga sprieguma avota, kas tiek uzturēts 3 minūtes, lai polarizācijas procesi paraugā, visticamāk, beigtos, un spriegumu mēra ar voltmetru un strāvu ar ampērmetru. .

Visbeidzot, virsmas pretestību omos aprēķina, izmantojot formulu:

Tagad, lai atrastu dielektriķa īpatnējo virsmas pretestību, ir jāvadās no tā, ka tā ir skaitliski vienāda ar konkrētā materiāla kvadrātveida virsmas virsmas pretestību, ja strāva plūst starp elektrodiem, kas uzstādīti uz sāniem. šis laukums. Tad īpatnējā virsmas pretestība būs vienāda ar:

Virsmas pretestību mēra omos.

Dielektriķa īpatnējā virsmas pretestība ir dielektriska materiāla raksturlielums un ir atkarīga no dielektriķa ķīmiskā sastāva, tā pašreizējās temperatūras, mitruma un uz tā virsmas pieliktā sprieguma.

Milzīgu lomu spēlē dielektriskās virsmas sausums. Plānākais ūdens slānis uz parauga virsmas ir pietiekams, lai parādītu ievērojamu vadītspēju, kas būs atkarīga no šī slāņa biezuma.

Virsmas vadītspēja galvenokārt ir saistīta ar piemaisījumu, defektu un mitruma klātbūtni uz dielektriķa virsmas. Poraini un polārie dielektriķi ir jutīgāki pret mitrumu nekā citi. Šādu materiālu īpatnējā virsmas pretestība ir saistīta ar cietības vērtību un dielektriskā mitrināšanas kontakta leņķi.

Zemāk ir tabula, no kuras ir redzams, ka cietākiem dielektriķiem ar mazāku saskares leņķi ir zemāka īpatnējā virsmas pretestība mitrā stāvoklī. No šī viedokļa dielektriķus iedala hidrofobos un hidrofilos.

Nepolārie dielektriķi ir hidrofobi un nesaslapinās ar ūdeni, kad virsma ir tīra. Šī iemesla dēļ, pat ja šāds dielektriķis tiek novietots mitrā vidē, tā virsmas pretestība praktiski nemainīsies.

Polārie un vairums jonu dielektriķu ir hidrofili un tiem piemīt mitrināmība. Ja hidrofilo dielektriķi ievieto mitrā vidē, tā virsmas pretestība samazināsies. Uz mitrās virsmas viegli pielips dažādi piesārņotāji, kas arī var veicināt virsmas pretestības samazināšanos.

Ir arī starpposma dielektriķi, tie ietver vāji polārus materiālus, piemēram, lavsānu.

Ja mitrā izolācija tiek uzkarsēta, tās virsmas pretestība var sākt pieaugt, paaugstinoties temperatūrai. Kad izolācija ir sausa, pretestība var samazināties. Zema temperatūra veicina dielektriķa virsmas pretestības palielināšanos žāvētā stāvoklī par 6-7 kārtām, salīdzinot ar to pašu materiālu, tikai mitru.

Lai palielinātu dielektriķa virsmas pretestību, viņi izmanto dažādas tehnoloģiskas metodes. Piemēram, paraugu var mazgāt šķīdinātājā vai verdošā destilētā ūdenī, atkarībā no dielektriķa veida, vai karsēt līdz pietiekami augstai temperatūrai, pārklāt ar mitrumizturīgu laku, glazūru, ievietot aizsargapvalkā, korpusā, utt. .