Специфичен обем и повърхностно съпротивление на твърди диелектрици

Изследване на проба от твърдо вещество диелектрик, е възможно да се разграничат два фундаментално възможни пътя за протичане на електрически ток: над повърхността на даден диелектрик и през неговия обем. От тази гледна точка е възможно да се оцени способността на диелектрика да провежда електрически ток в тези посоки, като се използват концепциите за повърхностно и обемно съпротивление.

Обемно съпротивление Това е съпротивлението, което проявява диелектрик, когато през обема му тече постоянен ток.

Повърхностно съпротивление — Това е съпротивлението, което един диелектрик проявява, когато по повърхността му тече постоянен ток. Повърхностното и обемното съпротивление се определят експериментално.

Стойността на специфичното обемно съпротивление на диелектрика е числено равна на съпротивлението на куб, направен от този диелектрик, чийто ръб е с дължина 1 метър, при условие че през двете му противоположни страни протича постоянен ток.

Искайки да измери обемното съпротивление на диелектрик, експериментаторът залепва метални електроди към противоположни страни на кубична диелектрична проба.

Площта на електродите се приема равна на S, а дебелината на пробата се приема h. В експеримента електродите са инсталирани вътре в защитни метални пръстени, които задължително са заземени, за да се елиминира влиянието на повърхностните токове върху точността на измерванията.

Когато електродите и предпазните пръстени са инсталирани в съответствие с всички подходящи експериментални условия, към електродите се прилага постоянно напрежение U от калибриран източник на постоянно напрежение и се държи така в продължение на 3 минути, така че процесите на поляризация в диелектричната проба със сигурност са завършени .

След това, без да изключвате източника на постоянно напрежение, измерете напрежението и пропускателния ток с помощта на волтметър и микроамперметър. След това обемното съпротивление на диелектричната проба се изчислява по следната формула:

Съпротивлението на силата на звука се измерва в ома.

Тъй като площта на електродите е известна, тя е равна на S, дебелината на диелектрика също е известна, тя е равна на h и обемното съпротивление Rv е току -що измерено, сега можете да намерите специфичното съпротивление на обема на диелектрика (измерва се в Ohm * m), като се използва следната формула:

За да намерите специфичното повърхностно съпротивление на диелектрик, първо намерете повърхностното съпротивление на конкретна проба. За тази цел два метални електрода с дължина l са залепени към пробата на разстояние d между тях.

След това към слепените електроди се прилага постоянно напрежение U от източник на постоянно напрежение, което се поддържа в продължение на 3 минути, така че процесите на поляризация в пробата е вероятно да приключат и напрежението се измерва с волтметър, а токът с амперметър.

И накрая, повърхностното съпротивление в ома се изчислява по формулата:

Сега, за да се намери специфичното повърхностно съпротивление на диелектрик, е необходимо да се изхожда от факта, че то е числено равно на повърхностното съпротивление на квадратната повърхност на даден материал, ако токът протича между електродите, монтирани отстрани на този квадрат. Тогава специфичното повърхностно съпротивление ще бъде равно на:

Повърхностното съпротивление се измерва в ома.

Специфичното повърхностно съпротивление на диелектрик е характеристика на диелектричен материал и зависи от химичния състав на диелектрика, текущата му температура, влажност и от напрежението, което се прилага върху повърхността му.

Сухотата на диелектричната повърхност играе огромна роля. Най -тънкият слой вода на повърхността на пробата е достатъчен, за да покаже забележима проводимост, която ще зависи от дебелината на този слой.

Повърхностната проводимост се дължи главно на наличието на замърсявания, дефекти и влага по повърхността на диелектрика. Порестите и полярните диелектрици са по -податливи на влага от другите. Специфичното повърхностно съпротивление на такива материали е свързано със стойността на твърдостта и ъгъла на контакт на диелектричното омокряне.

По -долу е дадена таблица, от която е очевидно, че по -твърдите диелектрици с по -малък ъгъл на контакт имат по -ниско специфично повърхностно съпротивление във влажно състояние. От тази гледна точка диелектриците се подразделят на хидрофобни и хидрофилни.

Неполярните диелектрици са хидрофобни и не се намокрят с вода, когато повърхността е чиста. Поради тази причина, дори ако такъв диелектрик бъде поставен във влажна среда, повърхностното му съпротивление практически няма да се промени.

Полярните и повечето йонни диелектрици са хидрофилни и имат омокряемост. Ако хидрофилен диелектрик се постави във влажна среда, повърхностното му съпротивление ще намалее. Различни замърсители лесно ще се залепят върху мократа повърхност, което също може да допринесе за намаляване на повърхностното съпротивление.

Има и междинни диелектрици, те включват слабо полярни материали като лавсан.

Ако се загрява влажна изолация, повърхностното й съпротивление може да започне да се повишава с повишаване на температурата. Когато изолацията е суха, съпротивлението може да намалее. Ниските температури допринасят за увеличаване на повърхностното съпротивление на диелектрика в изсушено състояние с 6-7 порядъка, в сравнение със същия материал, само намокрено.

За да увеличат повърхностното съпротивление на диелектрика, те прибягват до различни технологични методи. Например, пробата може да се измие в разтворител или във вряща дестилирана вода, в зависимост от вида на диелектрика, или да се нагрее до достатъчно висока температура, покрита с влагоустойчив лак, глазура, поставена в защитна обвивка, корпус и т.н. .