Dielektriklarning namlanishini aniqlash

Dielektriklarning namlanishini aniqlash.

Elektr xususiyatlariga ko'ra barcha moddalar shartli ravishda uch guruhga bo'linadi - o'tkazgichlar, dielektriklar va yarim o'tkazgichlar. Dielektriklar boshqa moddalardan ularning tarkibini tashkil etuvchi elektr musbat va manfiy zaryadlarning kuchli bog'lanishi bilan farqlanadi. Natijada, qo'llaniladigan potentsial farq ta'sirida elektronlar va ionlar erkin harakatlana olmaydi. Dielektriklardan farqli o'laroq, elektr tokining o'tkazgichlarida elektr zaryadlari bunday bog'lanishlarga ega emas, shuning uchun o'tkazgichlarda elektronlar erkin harakatlanishi mumkin, bu esa elektr tokining hodisasini yaratadi. Amalda, dielektriklarda, bir qancha sabablarga ko'ra, har doim ma'lum miqdordagi kuchsiz bog'langan zaryadlar mavjud bo'lib, ular uzoq masofalarda modda ichida harakatlanishi mumkin. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, dielektriklar elektr tokining mutlaq o'tkazgichlari emas. Biroq, normal sharoitda, dielektriklarda bunday zaryadlar juda oz bo'ladi va ular tomonidan kelib chiqadigan elektr toki, qochqin oqimi deb ataladi. O'tkazgichlarning o'tkazuvchanligi o'tkazuvchan dielektriklar. Odatda, dielektriklarga o'ziga xos elektr o'tkazuvchanligi 10-7 - 10-8 S / m dan ortiq bo'lmagan, o'tkazgichlar - 107 S / m dan ortiq bo'lgan moddalar kiradi. Dielektriklarga barcha gazlar (shu jumladan metall bug'lari), ko'plab suyuqliklar, kristall, shishasimon, keramika, polimer moddalar kiradi. Moddaning xossalari uning yigʻilish holatiga kuchli bogʻliq boʻlganligi uchun gazsimon, suyuq va qattiq dielektriklardagi fizik hodisalar odatda alohida koʻrib chiqiladi.

Dielektrikning namlik va suvga chidamliligi deganda uning suv bug'lari bilan to'yingan holatiga yaqin atmosfera ta'siriga va (yoki) suvli muhit ta'siriga, uning xususiyatlarini qabul qilib bo'lmaydigan darajada yomonlashtirmasdan bardosh berish qobiliyati tushuniladi. Ushbu turdagi materialni sinashda boshqariladigan parametrlar quyidagilardir: dielektrik quvvati Epr, o'ziga xos hajm qarshiligi r, izolyatsiya qarshiligi Riz va ichki qarshilik Ri. Elektr xarakteristikalari bilan bir qatorda namlik va suvning emishi va shishishi ham aniqlanadi.
Yuqoridagi ko'rsatkichlar bo'yicha materiallarning namlikka chidamliligi namunalarni kerakli rejimlar saqlanadigan termal namlik kamerasiga joylashtirish orqali aniqlanadi. Bu havo harorati (23±2) yoki (40±2) °S, nisbiy namlik (93±2) yoki (95±2)% bo'lishi mumkin.
Namlikni yutish wa ni aniqlash uchun sinov uchun tayyorlangan va normalizatsiya qilinadigan namunalar tezda oldindan tortilgan, mahkam yopilgan idishga o'tkaziladi va tortiladi, so'ngra yuqori namlik sharoitida belgilangan vaqt davomida saqlanadi va yana tortiladi. Massani aniqlashda xatolik 0,001 g dan oshmasligi kerak.
Namlikni yutishning istalgan qiymati beshta namunadagi o'lchovlarning o'rtacha arifmetik qiymati sifatida topiladi.
Yuqoridagi ko'rsatkichlar bo'yicha materiallarning suvga chidamliligi namunalarni distillangan suvda (23 ± 0,5) ° S haroratda ushlab turgandan keyin aniqlanadi. Saqlash muddati materialning turiga bog'liq va tegishli standartda ko'rsatilgan. Bu 1 kundan 56 kungacha bo'lishi mumkin.
Suyuqlik va yumshatuvchi elektr izolyatsion materiallarning viskozitesi maxsus asboblar - viskozimetrlar yordamida aniqlanadi. Moddaning dinamik, kinematik va shartli yopishqoqligi mavjud.
Dinamik yopishqoqlik paskal soniyalarda o'lchanadi. Paskal sekund (Pa s) - laminar oqimi davomida 1 m masofada joylashgan qatlamlarda, oqimga perpendikulyar yo'nalishda, 1 Pa kesish bosimi ta'sirida muhitning dinamik yopishqoqligi, a 1 m / s oqim tezligidagi farq paydo bo'ladi. Sinov amaliyotida yopishqoqlikning yana bir birligi ham qo'llaniladi - poise (P): 1 P \u003d 0,1 Pa s. Dinamik yopishqoqlikni o'lchash Stokes qonuni yoki Puazeyl qonuniga asoslanadi. Kinematik viskozite v, sekundiga kvadrat metr, suyuqlikning dinamik yopishqoqligi h ning zichligiga, r ga nisbatiga teng. Amalda, kinematik yopishqoqlik ba'zan stoklarda o'lchanadi. 20°C da suvning kinematik viskozitesi v taxminan 1 cSt; bu haroratda suvning dinamik viskozitesi taxminan 1 sentipoza (0,001 Pa s) ni tashkil qiladi.
Nisbiy viskozite (VU) - ma'lum bir sinov usuli bilan olingan xususiyat. Bu empirik munosabatlar orqali dinamik va kinematik yopishqoqlik bilan bog'liq.
Ularning qurilmasiga ko'ra, viskozimetrlar kapillyar, universal, aylanadigan va ultratovushli bo'linadi.
Sinov materialining kinematik viskozitesi, v, to'rtinchi muhim ko'rsatkichga hisoblanadi.
Mexanik testlar materiallarning mustahkamlik xususiyatlarini, ya'ni ularning asl o'lchamlari va shaklidagi nomaqbul o'zgarishlarsiz tashqi mexanik yuklarga bardosh berish qobiliyatini aniqlash uchun mo'ljallangan. Ba'zi hollarda, mexanik sinovlar paytida materialning parchalanish yuki va uni yo'q qilgandan keyin deformatsiyasi aniqlanadi. Yukni qo'llash xususiyatiga ko'ra, mexanik sinovlar statik, yuk belgilangan tezlik bilan silliq ortib borayotganda va dinamik, yuk materialga to'satdan, silkinish yoki zarba shaklida va tez ta'sir qilganda bo'linadi. kattalik va (yoki) yo'nalishdagi o'zgarishlar. Statik sinovlarda taranglik, siqish yoki egilishdagi uzilish kuchlanishi, oqish kuchi, uzilishdagi cho'zilish va siqishdagi nisbiy deformatsiya aniqlanadi, elastiklik moduli (Yang) va boshqa xarakteristikalar; dinamik testlarda - zarba kuchi va tebranishga qarshilik. Materialning qattiqligi, moslashuvchanligi, plastikligi kabi muhim parametrlari alohida o'rin tutadi.
Statik vayronagarchilikni sinovdan o'tkazishda V s kuchlanish kuchi namunani yo'q qilishdan oldingi eng yuqori yuk F ga mos keladigan kuchlanish sifatida tushuniladi. Yoriqdan keyin nisbiy cho'zilish d - yorilishdan keyin namunaning taxminiy uzunligi o'sishining dastlabki uzunlikka nisbati. Kuchlanish sinovi nafaqat materialning mustahkamligini, balki elastik va plastik deformatsiyalarga moyilligini ham baholashga imkon beradi. Elastik chegara - bu qoldiq cho'zilish namunaning ishchi qismining dastlabki uzunligining 0,05% ni tashkil etadigan kuchlanish. Chiqish kuchlanishi - cho'zilish yukini oshirmasdan namunaning deformatsiyasining sezilarli darajada oshishi (shartli uzunligining 0,2% gacha) bo'lgan kuchlanish.
Maksimal yuklanish, tanaffus yoki rentabellikdagi cho'zilish foiz sifatida hisoblanadi.
Plastmassalar, kompozitlar, laminatlar va boshqa qattiq materiallarning Charpy ta'siriga chidamliligi qattiq sarkaç zarbasi sinovlari yordamida aniqlanadi. Namuna 1.1-rasmda ko'rsatilganidek, ikkita tayanchga joylashtiriladi. 30 ° burchak burchagi va egrilik radiusi (2 ± 0,5) mm bo'lgan xanjar shaklidagi zarbaga ega bo'lgan og'ir mayatnik l, sinov namunasi mayatnik traektoriyasining pastki qismida bo'lishi uchun 2 o'qda ko'tariladi. Mayatnikning og'irlik markazi zarba beruvchining o'rtasiga to'g'ri keladi.
Qulf bo'shatilganda, sarkaç tushadi, namunani buzadi va ma'lum bir holatga ko'tariladi. Sarkacning potentsial energiyasining dastlabki va yakuniy zahiralari orasidagi farqdan namunani yo'q qilishga sarflangan zarba energiyasi topiladi. Ta'sir kuchi - bu zarba energiyasining namunaning tasavvurlar maydoniga nisbati.
Sharpi (a) mayatnik zarbasini tekshirgichning sxemasi va zarba berish momentidagi namunaga nisbatan zarba beruvchining holati (b): l - mayatnik; 2 - hujumchining yuzi; 3 - mayatnikning o'qi; 4 - sinov namunasi
Elektr izolyatsion materiallar va mahsulotlarning qattiqligi sinov ob'ektining xususiyatlariga qarab turli usullar bilan aniqlanadi. Ko'pgina hollarda, ma'lum bir yuk ostida namuna yuzasiga indenterni bosishning statik usuli qo'llaniladi. Qattiqlik intenterning chuqurligi bilan baholanadi. Ba'zan, aksincha, chuqurlik chuqurligi doimiy indenter tezligida o'rnatiladi va indenterga qo'llaniladigan yuk o'lchanadi. Ushbu usulning boshqa variantlari ham qo'llaniladi.
Plastmassalarning qattiqligi (bir yo'nalishli tolali GRPlar bundan mustasno) diametri (5 ± 0,5) mm bo'lgan sayqallangan qotib qolgan po'latdan yasalgan sharni chuqurlashtirish orqali o'lchanadi. Maydoni 10x10 mm va qalinligi kamida 4 mm bo'lgan doira yoki kvadrat shaklidagi namunalar po'lat plastinka ustiga qo'yiladi, to'p u bilan aloqa qilguncha materialga silliq tushiriladi; 5 soniyadan so'ng, maxsus qurilma yordamida ular uni sirtga bosishni boshlaydilar, yukni (2-3) soniya ichida maksimal qiymatga oshiradilar. Keyin yuk 30 soniya davomida doimiy ravishda saqlanadi. Yukni olib tashlaganingizdan so'ng, to'pning chuqurligini h, mm o'lchang. Tajriba uch yoki undan ortiq namunalarda bir necha marta takrorlanadi. To'pning tazyiqlari orasidagi masofa, shuningdek, bosma va namunaning chetlari orasidagi masofa kamida 5 mm bo'lishi kerak. Maksimal yukning qiymati sifatida tanlanadi Shunday qilib, 30 soniyadan keyin to'pning chuqurligi 0,15 dan 0,35 mm gacha. Agar bir nechta yuk qiymatlari ushbu qiymatni qondirsa, ularning eng kichigi olinadi. Yuk ± 1% dan ko'p bo'lmagan xatolik bilan o'lchanadi, chuqurlik chuqurligi - 0,001 mm dan ko'p bo'lmagan xato bilan.
Elektr izolyatsiyalash materiallari ko'proq yoki kamroq gigroskopik, ya'ni. atrof muhitdan namlikni yutish qobiliyatiga ega va namlik o'tkazuvchan, ya'ni. ular orqali suv bug'ini o'tkazishga qodir. Atmosfera havosi har doim bir oz suv bug'ini o'z ichiga oladi.
Havoning mutlaq namligi havo birligi hajmidagi suv bug'ining massasi (m) bilan baholanadi (m³). Har bir harorat to'yinganlikda (msat) mutlaq namlikning ma'lum bir qiymatiga mos keladi. Havoda ko'proq suv bo'lishi mumkin emas va u shudring shaklida tushadi. Havoni to'yintirish uchun zarur bo'lgan mutlaq namlik harorat oshishi bilan keskin ortadi, ya'ni. suv bug'ining bosimi ham ortadi.
Nisbiy namlik - bu foiz sifatida ifodalangan nisbat,


Oddiy havo namligi uchun (turli sinovlar uchun, standart namlash sharoitida gigroskopik materiallarning xususiyatlarini aniqlash uchun va hokazo) havoning nisbiy namligi =65% olinadi. Oddiy namligi 20 C boʻlgan havoda suv bugʻining miqdori m=17,3∙0,65=11,25 g/m ni tashkil qiladi.
Suv kuchli dipol dielektrik bo'lib, 10³-10⁴ Ohm∙m darajasidagi past qarshilikka ega. Shuning uchun uning qattiq dielektriklarning teshiklariga kirib borishi ularning elektr xususiyatlarining keskin pasayishiga olib keladi. Namlikning ta'siri, ayniqsa, yuqori haroratlarda (30-40º C) va  ning 98-100% ga yaqin yuqori qiymatlarida seziladi.
Shunga o'xshash sharoitlar tropik iqlimi bo'lgan mamlakatlarda kuzatiladi. Avvalo, yuqori havo namligining ta'siri dielektriklarning sirt qarshiligida namoyon bo'ladi. Polar qattiq dielektriklardan yasalgan elektr izolyatsiyalovchi qismlarning sirtini namlik ta'siridan himoya qilish uchun ular suv bilan namlanmaydigan laklar bilan qoplangan.
Dielektrikda ommaviy ochiq g'ovaklik mavjud bo'lganda yoki bo'sh struktura bo'lsa, namlik ham materialga kiradi.
Materiallarning namligi. Muayyan namlik va atrof-muhit harorati sharoitida joylashtirilgan elektr izolyatsion materialning namunasi cheksiz uzoq vaqtdan keyin namlikning ma'lum bir muvozanat holatiga etadi.
Elektr izolyatsion materiallarning namligini aniqlash, ma'lum bir materialning elektr xususiyatlarini sinovdan o'tkazish shartlarini aniqlashtirish uchun juda muhimdir. To'qimachilik va shunga o'xshash materiallar uchun standart namlik deb ataladigan narsa o'rnatiladi, bu material normal sharoitda havoda bo'lganda uning muvozanat namligiga mos keladi.
Materialning gigroskopikligi struktura va kimyoviy tabiatdan sezilarli darajada ta'sirlanadi. Materialning ichida namlik kiradigan kapillyar bo'shliqlarning mavjudligi va hajmi muhim rol o'ynaydi. Yuqori gözenekli materiallar, xususan, tolali materiallar, zich materiallarga qaraganda ko'proq gigroskopikdir.
Namlangan tasvirning massasini ko'paytirish orqali gigroskopiklikni aniqlash, garchi u materialning namlikni yutish qobiliyati haqida bir oz tasavvurga ega bo'lsa ham, namlanganda ushbu materialning elektr xususiyatlarining o'zgarishi darajasini to'liq aks ettirmaydi. Agar so'rilgan namlik elektrodlar orasidagi butun bo'shliqqa (yoki bo'shliqlar orasidagi muhim maydonga) kirib borishi mumkin bo'lgan izolyatsiyaning qalinligi orqali filamentlar yoki plyonkalar hosil qilish qobiliyatiga ega bo'lsa, allaqachon juda oz miqdorda so'rilgan namlik izolyatsiyaning elektr xususiyatlarining keskin yomonlashishiga olib keladi. Agar namlik materialning hajmi bo'ylab alohida, bir-biriga bog'liq bo'lmagan kichik qo'shimchalar shaklida taqsimlangan bo'lsa, u holda namlikning materialning elektr xususiyatlariga ta'siri kamroq ahamiyatga ega.
Namlik o'tkazuvchanligi. Gigroskopiklikdan tashqari, elektr izolyatsiya materiallarining namlik o'tkazuvchanligi katta amaliy ahamiyatga ega, ya'ni. ular orqali suv bug'ini o'tkazish qobiliyati. Bu xususiyat himoya qoplamalari uchun ishlatiladigan materiallarning sifatini baholash uchun juda muhimdir. Bir daqiqali gözeneklilik mavjudligi sababli, ko'pchilik materiallar o'lchanadigan namlik o'tkazuvchanligiga ega.
G'ovakli izolyatsion materiallarning gigroskopikligi va namlik o'tkazuvchanligini kamaytirish uchun ularni emdirish keng qo'llaniladi. Shuni yodda tutish kerakki, tsellyuloza tolali materiallar va boshqa organik dielektriklarni singdirish namlikning uzoq vaqt ta'siridan keyin qiymatiga ta'sir qilmasdan, faqat materialning namlanishini sekinlashtiradi; bu tufayli suv molekulalarining o'lchamiga nisbatan juda katta bo'lgan singdiruvchi moddalar molekulalari namlik uchun materialning teshiklarining to'liq o'tkazmasligini yarata olmaydi va ular singdirilgan materialning eng kichik teshiklariga umuman kira olmaydi.