Диэлектрик

Диэлектрик (изолятор) - используемое в электротехнике в качестве электроизоляционного материала вещество с удельным сопротивлением (ρ<10⁻⁵ Ом·м), превышающим удельное сопротивление металлов в 10⁻¹⁰-10⁻¹⁵раз. Впервые этот термин был введен английским физиком-экспериментатором М. Фарадеем в 1837 году.

Электроизоляционные свойства диэлектриков (далее Д) обусловлены практически, полным отсутствием свободных электронов и ионов, являющихся носителями заряда.

В качестве примеров Д можно привести неионизированные газы (азот, кислород, гелий, углекислый газ и др.), некоторые жидкости в чистом виде (масла, спирты, дистилированная вода и др.), различные твердые тела (стекло, керамика, слюда, пластмассы и др.).

Характеристики электроизоляционных материалов

Основными характеристиками является электрическая прочность материала и диэлектрическая проницаемость.

Однако, точные расчеты для использования Д в практических целях предполагают обязательно учитывать в расчетах гигроскопичность, механическую прочность, эластичность, нагрево-, морозо- и химическую стойкость и пр.

Электрическая прочность материала - свойство, определяющее способность сохранения своего электрического сопротивления при приложении к нему электрического напряжения.

Потеря электроизоляционных свойств материала в результате превышения напряженности поля определенного значения называют пробоем, а напряжение, способное его вызвать - пробивным.

Математически, электрическая прочность выражается отношением величины пробивного напряжения Uпр к толщине диэлектрика h в месте пробоя:

Eпр=Uпр/h

Диэлектрическая проницаемость - величина определяющая во сколько раз сила кулоновского взаимодействия зарядов в определенной среде меньше относительно их силы взаимодействия (Fo) в вакууме:

ε=F0/F

Применение

Область применения Д довольно широка; в качеств электроизоляционных материалов их используют в радио- и электротехнике. В зависимости от назначения различают электроизоляционные (пассивные) и управляемые (активные) диэлектрики.

Активные или управляемые Д (их особенностью является наличие зависимости свойств от внешних условий - температуры, давления, напряженности электрического поля и пр.) находят свое применение в приборостроении (для изготовления датчиков, модуляторов, преобразователей и пр.).