Диэлектрический коврик что такое: для чего нужны и как выбрать

для чего нужны и как выбрать

Диэлектрические коврики, или маты, — это дополнительное средство защиты при работе с любыми электроустановками, в том числе в условиях повышенной влажности, при работе вблизи незаземленных металлических объектов. Таким образом, их задача – исключить поражение током, обезопасить людей.

Какие ковры бывают?

Различным целям и условиям эксплуатации соответствуют разные ковры:

1. Для ремеочных работ (например, для переоборудования помещения) сгодятся недорогие маты. Их основная проблема – качество резины: ее изоляционных характеристик хватит примерно на год эксплуатации. Как правило, они не имеют рифления, состоят из одной пластины. Единственное преимущество таких ковриков – низкая цена.
2. Для использования в большинстве помещений подойдут коврики среднего класса. От предыдущего варианта их отличает наличие рифленого слоя и более качественная резина. Они изготавливаются по ГОСТу и допускаются к применению на промышленных предприятиях.
3. Для длительного использования, в том числе под воздействием щелочей и кислот, в экстремальных температурных условиях необходимы ковры премиум-класса – маслобензостойкие. Высокое качество и электроизоляционные показатели вполне оправдывают их дороговизну.

Отличаются маты и по форме. Квадратные ковры – самый распространенный формат защитных изделий. Размеры разные – от 50 см² и больше. Такой формат четко ограничивает безопасную рабочую зону. Длинные дорожки-прямоугольники используются, когда необходимо обезопасить одновременно несколько человек, передвигающихся по рабочей площадке. В ширину такие дорожки редко бывают больше 90 см, а в длину могут достигать 8 метров.

Как выбрать?

Приобретайте ковры, изготовленные по установленному ГОСТу, так как речь идет о безопасности людей. Перед поступлением на рынок все защитные изделия проверяются на соответствие стандартам, но все же мы хотим обозначить моменты, на которые стоит обращать внимание при выборе изделия.

1. Оцените внешний вид. Коврик должен иметь рифление глубиной от 1 до 3 мм. Это предотвратит вероятность скольжения и падения работника. Структура должна быть однородной без большого количества неровностей на обратной стороне. По ГОСТу допустимо наличие небольших изъянов, но не более 6 штук на 1 метр длины изделия. Цвет должен быть однородный темный, толщина – не менее 6 мм (возможна погрешность 1 мм).
2. Оцените электроизоляционные характеристики. Резина с номинальной электропрочностью 10 кВ/мм должна выдерживать напряжение до 20 кВ частотой 50 Гц. Значение тока утечки не должно превышать показатель в 150 мА/м².
3. Оцените прочность резины. Пластина должна хорошо сгибаться на 180 градусов, не оставляя трещин и заломов.
4. Поинтересуйтесь условиями хранения изделия на складе. Температура воздуха должна быть не менее -25 °C, батареи и обогреватели – находиться на расстоянии. Исключено попадание прямых солнечных лучей, загрязнение агрессивными веществами. Гарантийный срок хранения до трех лет с момента производства.

Важно знать! Для обеспечения безопасности необходимо соблюдать правила эксплуатации:

• Осматривайте используемые изделия каждый месяц. Обнаруженные механические повреждения (трещины, деформации) являются поводом заменить коврик.
• Если работы проводятся в условиях повышенной влажности, используйте под коврики жесткие изолирующие настилы на ножках высотой от 10 см. Они изготавливаются из деревянных брусков с зазором от 3 см и опорных изоляторов типа CH-6 в качестве ножек. Такие подставки также необходимо регулярно осматривать. Сколы и другие дефекты должны своевременно устраняться.
• Не используйте спиртовые растворы для очищения замасленных ковров. Они пересушивают резину.
• Резкие перепады температуры и влажности в помещениях, где хранятся изделия для защиты от поражения электрическим током, недопустимы.
• Качественное изделие может без ущерба выдерживать мороз от -20°C, однако перед использованием подержите его при комнатной температуре около 24 часов.
• Работать на мокрых матах категорически запрещено.
• При работах с напряжением свыше 1000 В используйте дополнительные защитные приспособления: каски, диэлектрические боты, галоши, перчатки, маски.
• Все токоведущие части в зоне работ должны застилаться резиновыми диэлектриками.
• В условиях экстремальных температур применяются только маслобензостойкие ковры, способные выдерживать температуру от -50 до +80 °C.

Коврик диэлектрический 2-й группы 500x500x6

Ковры диэлектрические, реализуемые компанией «АнтиСплэш», применяются в качестве дополнительной защиты в закрытых электроустановках напряжением 1000В и более, кроме особо сырых помещений, а также в открытых электроустановках в сухую погоду, и полностью соответствуют требованиям Государственного Стандарта – ГОСТ 4997-75. Мы реализуем коврики диэлектрические со склада и под заказ, полностью гарантируем их качество и соответствие требованиям ГОСТ 4997-75. Вся наша продукция сертифицирована и сопровождается документами, подтверждающими качество.

Исходя из условий эксплуатации и назначения, коврики диэлектрические изготавливаются двух групп: 

— 1-я группа ковров диэлектрических предназначена для работы при температурах окружающей среды от -15С до +40С; 

— 2-я группа диэлектрических ковров – маслостойкая, предназначена для эксплуатации в более широком температурном диапазоне от -50С до +80С. Ограничение времени работы ковра диэлектрического при температуре +80С составляет не более 3000 часов. Маслостойкость диэлектрических ковриков второй группы обеспечивается рецептурой резины.

Условное обозначение коврика диэлектрического содержит наименование изделия, указание группы, габаритные размеры и указание ГОСТ 4997-75. Пример условного обозначения диэлектрического ковра первой группы, габаритными размерами 8000мм на 500мм: Ковер-I-8000х500 ГОСТ 4997-75.

Для обеспечения противоскользящих свойств лицевая поверхность диэлектрических ковров имеет рифленую поверхность. Глубина рифов на поверхности коврика резинового диэлектрического составляет порядка 1-3 мм, рисунок рифления может иметь любую форму.

Визуальный контроль качества ковриков диэлектрических проходит по следующим критериям. На лицевой поверхности ковра диэлектрического недопустимы трещины, наличие посторонних включений, отверстий, а также раковин глубиной и пузырей высотой более 1 мм и диаметром более 4 мм в количестве 6 шт. на одном метре длины диэлектрического коврика. Допускаются незначительные изъяны рисунка и его недопрессовки, а также разнотон поверхности коврика диэлектрического.

Нелицевая поверхность диэлектрического ковра не должна содержать раковины глубиной более 1,5 мм, длиной более 35 мм и шириной более 20 мм. Не допускается наличие пузырей высотой более 1,5 мм и диаметром свыше 5 мм. Допустимое количество пузырей и раковин на поверхностях коврика диэлектрического не должно превышать 6 шт. на 1 метре длины изделия.

Визуальная отбраковка допускает наличие по кромке диэлектрического ковра выпрессовок и следов обработки не более 2 мм. На поверхности коврика диэлектрического допускаются следы антиадгезива, на лицевой поверхности – отпечатки текстуры ткани. При  однократном изгибе на 180 градусов в двух взаимно перпендикулярных направлениях, на поверхностях диэлектрических ковриков не должно появляться трещин и других механических повреждений.

Ковры диэлектрические, согласно требованиям ГОСТ 4997-75, выдерживают испытательное напряжение 20 кВ переменного тока частотой 50 Гц. Допустимый максимальный ток утечки диэлектрического коврика составляет не более 160 мА/м2. Электрическая прочность резины, из которой изготавливаются ковры диэлектрические, составляет не менее 10 кВ/мм. Для проверки изготовителем соответствия качества ковриков диэлектрических требованиям ГОСТ 4997-75, их подвергают следующим испытаниям: приемо-сдаточным, периодическим и типовым.

Приемо-сдаточным испытаниям подвергают каждую партию ковров диэлектрических по показателям и в объеме, регламентированным ГОСТ 4997-75. Периодические испытания ковриков резиновых диэлектрических проводят не реже одного раза в месяц. При этом размеры диэлектрических ковров и глубину рифов контролируют при проверке и после ремонта пресс-форм. Типовым испытаниям подвергают диэлектрические ковры при изменении конструкции, материалов или технологии изготовления.

Согласно требованиям ГОСТ 4997-75, поставка диэлектрических ковриков происходит партиями. Под партией понимают выработку ковриков диэлектрических одной группы, сопровождаемую документом о качестве. Сертификат качества содержит следующие основные данные о партии ковриков резиновых диэлектрических: 

• наименование и товарный знак предприятия изготовителя; 
• условное обозначение диэлектрических ковриков; 
• номер партии; 
• количество и метраж диэлектрических ковров в партии; 
• дату изготовления партии диэлектрических ковриков; 
• отчет о результатах испытаний диэлектрических ковриков; 
• дополнительное обозначение ГОСТ 15152-69 для диэлектрических ковров, поставляемых в районы с тропическим климатом.

Маркировка и упаковка

Каждый ковер диэлектрический должен быть маркирован несмываемой краской или же рельефным отпечатком. Высота рельефной маркировки не должна превышать 1 мм для неформовых диэлектрических ковров. Маркировка диэлектрических ковриков должна содержать следующую информацию: 

• товарный знак или товарный знак и наименование предприятия-изготовителя; 
• условное обозначение ковра диэлектрического; 
• значение напряжения, при котором проводились испытания ковриков диэлектрических; 
• номер партии; 
• дату изготовления диэлектрического коврика с указание квартала и года; 
• дополнительную маркировку по ГОСТ 15152-69 для ковриков резиновых диэлектрических, поставляемых в тропики; 
• штамп службы технического контроля, подтверждающий качество ковриков диэлектрических и их соответствие требованиям ГОСТ 4997-75.

Диэлектрические коврики упаковываются в рулоны (один или несколько штук), либо укладываются в пачки. При этом маркировка ковриков резиновых диэлектрических должна быть снаружи. Для поставки в районы с холодным климатом диэлектрические коврики наматываются на твердые стержни диаметром не менее 100 мм. Масса каждого рулона или пачки не должна превышать 50 кг. Исключение составляют большие размеры ковриков диэлектрических – до 90 кг.

Транспортировка и хранение

Коврики диэлектрические в соответствии с требованиями ГОСТ 4997-75 должны транспортироваться и храниться при температуре окружающей среды в пределах от 0С до +30С без деформаций и повреждений. Коврики резиновые диэлектрические должны быть защищены от воздействия прямых солнечных лучей, и находиться на расстоянии от отопительных приборов не менее 1 метра. Не допускается воздействие на диэлектрический коврик масел, бензина, а также других разрушающих резину веществ.

В отдельных случаях допускается хранение ковриков резиновых диэлектрических в неотапливаемых складах при температурах не ниже -25С и их транспортировка в температурном диапазоне от -50С до +50С. В случае хранения ковриков диэлектрических в условиях отрицательных температур, перед вводом в эксплуатацию данные изделия должны быть выдержаны в упакованном виде при температуре +20С±50С в течение 24 часов.

Гарантии изготовителя

Изготовитель гарантирует соответствие диэлектрических ковриков
требованиям Государственного Стандарта ГОСТ 4997-75. При соблюдении
условий транспортирования, хранения и эксплуатации ковриков
диэлектрических, изготовитель гарантирует срок хранения изделий в
течение 3 лет со дня изготовления.

Диэлектрики — Гиперучебник по физике

[закрыть]

основная идея

Диэлектрики — простые изоляторы. Эти два слова относятся к одному и тому же классу материалов, но имеют разное происхождение и преимущественно используются в разных контекстах.

• Поскольку заряды, как правило, не легко перемещаются в неметаллических твердых телах, в стекле, керамике и пластике могут образовываться «островки» заряда. Латинское слово для острова — insula 9.0013 , от которого произошло слово изолятор . Напротив, заряды в твердых металлических телах имеют тенденцию легко двигаться — как будто их кто-то или что-то ведет. Латинская приставка con или com означает «с». Человек, с которым вы едите хлеб, является компаньоном. (На латыни хлеб — panis .) Взять что-то с собой в дорогу — значит передать это. (Латинское слово «дорога» — через .) Человек, с которым вы путешествуете и который ведет вас вперед или обеспечивает безопасный проход, является проводником. (латинское слово «лидер» — проводник .) Материалом, обеспечивающим безопасное прохождение электрических зарядов, является проводник .
• Вставка твердого неметаллического слоя между пластинами конденсатора увеличивает его емкость. Греческий префикс di или dia означает «поперек». Линия, проведенная через углы прямоугольника, является диагональю. (Греческое слово для обозначения угла — gonia — γωνία. ) Измерение поперек круга — это диаметр. (Греческое слово «мера» — «метрон» — μέτρον.)0014 диэлектрик .

Пластиковое покрытие на электрическом шнуре является изолятором. Стеклянные или керамические пластины, используемые для поддержки линий электропередач и предотвращения их короткого замыкания на землю, являются изоляторами. Почти каждый раз, когда неметаллическое твердое вещество используется в электрическом устройстве, оно называется изолятором. Возможно, слово «диэлектрик» используется только в отношении непроводящего слоя конденсатора.

Диэлектрики в конденсаторах служат трем целям:

1. для предотвращения соприкосновения проводящих пластин, что позволяет уменьшить расстояние между пластинами и, следовательно, повысить емкость;
2. для увеличения эффективной емкости за счет уменьшения напряженности электрического поля, а значит, вы получаете тот же заряд при более низком напряжении; и
3. , чтобы уменьшить вероятность короткого замыкания из-за искрения (более формально известного как пробой диэлектрика) во время работы при высоком напряжении.

что здесь происходит

Когда металл помещается в электрическое поле, свободные электроны текут против поля до тех пор, пока у них не закончится проводящий материал. Совсем скоро у нас будет избыток электронов с одной стороны и дефицит с другой. Одна сторона проводника заряжена отрицательно, а другая положительно. Отпустите поле, и электроны на отрицательно заряженной стороне теперь окажутся слишком близко для комфорта. Одинаковые заряды отталкиваются, а электроны убегают друг от друга так быстро, как только могут, пока не распределятся равномерно по всему телу; в среднем один электрон на каждый протон в пространстве, окружающем каждый атом. Проводящий электрон в металле подобен беговой собаке, отгороженной на пастбище. Они вольны бродить сколько угодно и могут по своей прихоти бегать по всей длине, ширине и глубине металла.

Жизнь электрона в изоляторе гораздо более ограничена. По определению заряды в изоляторе не могут свободно перемещаться. Это не то же самое, что сказать, что они не могут двигаться. Электрон в изоляторе подобен сторожевой собаке, привязанной к дереву: он может свободно передвигаться, но в определенных пределах. Поместить электроны изолятора в электрическое поле — все равно, что поместить привязанную собаку в присутствии почтальона. Электроны будут напрягаться против поля, насколько это возможно, почти так же, как наша гипотетическая собака будет напрягаться на своем поводке, насколько это возможно. Однако электроны в атомном масштабе больше похожи на облака, чем на собак. Электрон эффективно распределен по всему объему атома и не концентрируется в каком-то одном месте. Я полагаю, хорошую атомную собаку не назвали бы Спот.

Когда атомы или молекулы диэлектрика помещаются во внешнее электрическое поле, ядра толкаются полем, что приводит к увеличению положительного заряда с одной стороны, в то время как электронные облака притягиваются к нему, что приводит к увеличению отрицательного заряда с другой стороны. сторона. Этот процесс известен как поляризация , а диэлектрический материал в таком состоянии называется поляризованным . Существует два основных метода поляризации диэлектрика: растяжение и вращение.

Растяжение атома или молекулы приводит к индуцированному дипольному моменту , добавляемому к каждому атому или молекуле.

Увеличить

Вращение происходит только в полярных молекулах — с постоянным дипольным моментом , как у молекулы воды, показанной на диаграмме ниже.

Увеличить

Полярные молекулы обычно поляризуются сильнее, чем неполярные. Вода (полярная молекула) имеет диэлектрическую прочность в 80 раз больше, чем азот (неполярная молекула, которая является основным компонентом воздуха). Это происходит по двум причинам, одна из которых обычно тривиальна. Во-первых, все молекулы растягиваются в электрическом поле независимо от того, вращаются они или нет. Неполярные молекулы и атомы растягиваются, а полярные молекулы растягиваются и чередуются. Однако эта комбинация действий оказывает лишь незначительное влияние на общую степень поляризации вещества. Важнее то, что полярные молекулы уже сильно растянуты — естественно. То, как атомы водорода сидят на плечах электронных облаков атома кислорода, искажает молекулу в диполь. Все это происходит на межатомном или молекулярном уровне. При таких крошечных расстояниях напряженность электрического поля относительно велика для того, что в противном случае было бы ничем не примечательным напряжением (например, 13,6 В для электрона в атоме водорода).

Растяжка и вращение — это еще не все, что касается поляризации. Это всего лишь методы, которые проще всего описать случайному наблюдателю. В общем, поляризация диэлектрического материала представляет собой микроскопическую электростатическую деформацию в ответ на макроскопическую электростатическую нагрузку. Внешнее поле, приложенное к диэлектрику, не может заставить заряды двигаться макроскопически, но может растянуть и исказить их микроскопически. Он может толкнуть их в неудобное положение, а при отпускании позволить им вернуться в расслабленное состояние. То, что отличает поляризацию в изоляторе от растяжения упругого тела, подобного пружине, заключается в том, что устранение напряжения не обязательно снимает напряжение. Некоторые изоляторы остаются в своем поляризованном состоянии часами, днями, годами и даже веками. Самые длинные характерные времена должны быть экстраполированы из неполных наблюдений более разумной продолжительности. Никто не собирается сидеть и ждать две тысячи лет, пока поляризация куска пластика не сократится до нуля. Это не стоит ждать.

Наконец, важно помнить, что заряды, «хранящиеся» в диэлектрическом слое, не доступны в виде пула свободных зарядов. Для их извлечения вам еще понадобятся металлические пластины. Важно помнить, что единственная причина, по которой кого-то волнует это явление, заключается в том, что оно помогает нам делать более качественные конденсаторы. Думаю, на этом дискуссия должна завершиться.

конденсаторы с диэлектриками

Поместите слой диэлектрика между двумя параллельными заряженными металлическими пластинами с направлением электрического поля справа налево. (Почему не слева направо? Ну, я читаю справа налево, поэтому мне легче «читать» диаграммы.) Положительные ядра диэлектрика будут двигаться на с полем вправо, а отрицательные электроны будут двигаться против поля влево. Силовые линии начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных зарядах, поэтому электрическое поле внутри каждого находящегося под напряжением атома или молекулы диэлектрика указывает на нашей диаграмме слева направо — противоположно внешнему полю двух металлических пластин. Электрическое поле является векторной величиной, и когда два вектора указывают в противоположных направлениях, вы вычитаете их величины, чтобы получить равнодействующую. Два поля в диэлектрике не полностью нейтрализуются, как в металле, поэтому общий результат — более слабое электрическое поле между двумя пластинами.

Увеличить

Позвольте мне повторить это — общий результат — более слабое электрическое поле между двумя пластинами. Давайте займемся математикой.

Электрическое поле — это градиент электрического потенциала (более известный как напряжение).

Емкость – это отношение заряда к напряжению.

Введение диэлектрика в конденсатор уменьшает электрическое поле, что снижает напряжение и увеличивает емкость.

Конденсатор с диэлектриком сохраняет тот же заряд, что и конденсатор без диэлектрика, но при более низком напряжении. Поэтому конденсатор с диэлектриком более эффективен.

ЭТА МАЛЕНЬКАЯ ЧАСТЬ НУЖНА ПОРАБОТЫ.

О первых открытиях лейденской банки. Удаление стержня снижает емкость. (Диэлектрическая проницаемость воздуха ниже, чем у воды.) Напряжение и емкость обратно пропорциональны, когда заряд постоянен. Уменьшение емкости увеличивает напряжение.

восприимчивость, диэлектрическая проницаемость, диэлектрическая проницаемость

Электрический дипольный момент чего угодно — будь то атом, растянутый во внешнем электрическом поле, полярная молекула или две противоположно заряженные металлические сферы — определяется как произведение заряда и разделения.

р  =  q   r

с единицей СИ кулон-метр , который не имеет специального названия.

[см = см]

Поляризация области определяется как дипольный момент на единицу объема

с единицей СИ кулонов на квадратный метр .

Вычисление поляризации из первых принципов — сложная процедура, которую лучше оставить экспертам. Не беспокойтесь о деталях того, почему поляризация имеет такое значение, просто примите, что она существует и является функцией некоторых переменных. И что это за переменные? Почему они материалы и напряженность поля, конечно. Различные материалы поляризуются в разной степени — мы будем использовать греческую букву χ _e [хи-суб-э] для обозначения этой величины, известной как электрическая восприимчивость, — но для большинства материалов чем сильнее поле ( E ), тем больше поляризация ( P ). Добавьте константу пропорциональности ε ₀ , и все готово.

P  = ε ₀ χ _e E

Электрическая восприимчивость — это безразмерный параметр, который зависит от материала. Его значение варьируется от 0 для пустого места до любого. Бьюсь об заклад, есть даже некоторые причудливые материалы, для которых этот коэффициент отрицательный (хотя я точно не знаю). Константа пропорциональности ε ₀ [эпсилон ноль] известно как диэлектрическая проницаемость свободного пространства и будет обсуждаться чуть позже. Пока это просто устройство для того, чтобы заставить единицы работать.

НАПИШИТЕ ОСТАЛЬНОЕ.

Величина κ [каппа] безразмерна.

Диэлектрическая проницаемость для выбранных материалов (~300 К, если не указано иное)

материал	к
воздух	1.005364
уксусная кислота	6,2
спирт этиловый (зерновой)	24,55
спирт метиловый (древесный)	32,70
янтарный	2,8
асбест	4,0
асфальт	2,6
бакелит	4,8
кальцит	8,0
карбонат кальция	8,7
целлюлоза	3,7–7,5
цемент	~2
кокаин	3.1
хлопок	1,3
алмаз, тип I	5,87
алмаз, тип IIa	5,66
эбонит	2,7
эпоксидная смола	3,6
мука	3 — 5
фреон 12, −150 °C (жидкий)	3,5
фреон 12, +20 °C (пар)	2,4
германий	16
стекло	4–7
стекло, пирекс 7740	5,0
гуттаперча	2,6
топливо для реактивных двигателей (реактивное)	1,7
оксид свинца	25,9
ниобат свинца-магния	10 000
сульфид свинца (галенит)	200
титанат свинца	200
дейтерид лития	14,0
люцит	2,8
слюда, мусковит	5,4
слюда канадская	6,9
нейлон	3,5
масло льняное	3,4
масло минеральное	2. 1
масло оливковое	3.1
масло, нефть	2,0–2,2
масло, силикон	2,5
масло, сперма	3,2
масло трансформаторное	2,2

материал	к
бумага	3,3, 3,5
оргстекло	3.1
полиэстер	3,2–4,3
полиэтилен	2,26
полипропилен	2,2–2,3
полистирол	2,55
поливинилхлорид (пвх)	4,5
фарфор	6–8
ниобат калия	700
КТН, 0°С	34 000
КТН, 20 °C	6000
кварц кристаллический (∥)	4,60
кварц кристаллический (⊥)	4,51
кварц, плавленый	3,8
каучук, бутил	2,4
резина, неопрен	6,6
резина, силикон	3,2
каучук, вулканизированный	2,9
соль	5,9
селен	6,0
кремний	11,8
карбид кремния (αSiC)	10,2
диоксид кремния	4,5
силиконовое масло	2,7–2,8
почва	10–20
титанат стронция, +25 °C	332
титанат стронция, −195 °C	2080
сера	3,7
пентаоксид тантала	27
тефлон	2. 1
антимонид олова	147
теллурид олова	1770
титана диоксид (рутил)	114
табак	1,6–1,7
диоксид урана	24
вакуум	1 (точно)
вода, лед, минус 30 °С	99
вода жидкая, 0°C	87,9
вода жидкая, 20°C	80,2
вода жидкая, 40°C	73,2
вода жидкая, 60 °C	66,7
вода жидкая, 80 °C	60,9
вода жидкая, 100°C	55,5
воск, пчелиный воск	2,7–3,0
воск карнаубский	2,9
воск, парафин	2,1–2,5
вощеная бумага	3,7

пробой диэлектрика

Любой изолятор можно заставить проводить электричество. Это явление известно как пробой диэлектрика .

Пробой диэлектрика в отдельных материалах

пьезоэлектрический эффект

Произнесите все гласные. Пьезоэлектричество — это эффект преобразования энергии между механической и электрической формами.

• Пьезо по-гречески означает давление (πιεζω).
• Открыт в 1880-х годах братьями Кюри.
• Недорогие пьезоэлектрические микрофоны. Когда поляризованный кристалл испытывает напряжение, это напряжение создает разность потенциалов. Эта разность потенциалов пропорциональна напряжению, которое пропорционально акустическому давлению.
• Обратный пьезоэлектрический микрофон представляет собой пьезоэлектрический динамик: зуммер будильника, наручных часов, всевозможные электронные биперы. Когда к поляризованному кристаллу прикладывается электрический потенциал, кристалл подвергается механической деформации, которая, в свою очередь, может создавать акустическое давление.
• Коллаген является пьезоэлектрическим. «Когда к [костному] коллагену прикладывается сила, генерируется небольшой постоянный электрический потенциал. Коллаген проводит ток в основном за счет отрицательных зарядов. Минеральные кристаллы кости (апатит), близкие к коллагену, проводят ток за счет положительных зарядов. Из этих двух типов полупроводников ток легко течет в одном направлении, но не в другом… Считается, что силы, воздействующие на кости, создают потенциалы за счет пьезоэлектрического эффекта и что в соединениях коллаген-апатит возникают токи, которые индуцируют и контролируют рост кости. Токи пропорциональны нагрузке (силе на единицу площади), поэтому повышенная механическая нагрузка на кость приводит к ускорению роста». Физика тела (255).

Какие бывают диэлектрические материалы?

Когда дело доходит до выбора правильного решения по изоляции для электроустановок, важно понимать диэлектрические свойства и свойства используемого материала или материалов.

Диэлектрический материал — это материал, плохо проводящий электричество, но способный поддерживать электростатические поля. Это означает, что если на материал воздействует внешнее электрическое поле, вещество поляризуется. Это позволяет ему накапливать электрический заряд, что делает его плохим проводником, но хорошим носителем информации.

Еще одним важным свойством диэлектриков является их способность поддерживать электростатическое поле, которое рассеивает минимальную тепловую энергию – чем ниже диэлектрические потери (количество тепла, рассеиваемого при зарядке), тем эффективнее будет материал в качестве диэлектрика. Также важным свойством является диэлектрическая проницаемость, иногда называемая относительной диэлектрической проницаемостью. Это означает отношение количества электрической энергии, хранящейся в материале при приложенном напряжении, к энергии, хранящейся в вакууме.

Желательна более низкая диэлектрическая проницаемость, поскольку вещества с высокой диэлектрической проницаемостью имеют тенденцию к более легкому разрушению при воздействии интенсивных электрических полей. Вот почему материалы с низкой и средней электрической проницаемостью обычно используются в высоковольтных устройствах.

Диэлектрические материалы делятся на типы в зависимости от их состояния – твердые, жидкие или газообразные. Каждый тип имеет разные диэлектрические свойства и, в зависимости от его состояния, разные области применения.

Твердые диэлектрики

На практике большинство диэлектрических материалов имеют тенденцию быть твердыми. Они используются в качестве изоляции в конденсаторах, высоковольтных трансформаторах и переключателях, воздушных линиях и кабелях. Твердые диэлектрики имеют умеренную диэлектрическую проницаемость. К твердым диэлектрическим материалам относятся:

• Неорганические материалы, такие как керамика и стекло
• Пластиковые пленки (например, каптон)
• Жесткие ламинаты, армированные волокном
• Смолы, лаки и силиконы
• Вулканизированные клейкие ленты
• Слюда
• Текстиль и волокна (например, номекс)
• Эластомеры и резиноподобные материалы (например, ПВХ, MDPE, XLPE)

Каждый тип твердого диэлектрического материала имеет свои физические, электрические и термические свойства, которые делают его пригодным для различных применений. Одни заведомо более гибкие, прочные, впитывают больше или меньше влаги, обладают другими теплоизоляционными свойствами.

Жидкие диэлектрики

Одним из наиболее распространенных применений жидких диэлектриков является изоляция и охлаждение трансформаторов, реакторов, конденсаторов и реостатов (переменные резисторы, используемые для регулирования тока). Диэлектрики в жидкой форме используются для предотвращения или замедления электрических разрядов. Основным недостатком многих жидких диэлектриков является то, что они легко воспламеняются. Хотя были испытаны альтернативы минеральному маслу, такие как полихлорированные бифенилы (ПХБ), они очень токсичны и были запрещены в 1970-х годах. Другие жидкие диэлектрики, такие как силиконовые и фторуглеродные масла, очень дороги.

Примеры жидких диэлектрических материалов включают:

• Углеводороды минерального масла
• Силиконовые жидкости
• Синтетические сложные эфиры

Газовые диэлектрики

Газовые диэлектрики обычно используются в герметизированных трансформаторах, линиях с газовой изоляцией (ГИЛ), распределительных устройствах напряжения, автоматических выключателях и трансформаторах с элегазовой изоляцией (ГИТ).