Жидкие и твердые диэлектрики молекулярного строения неполярные

Газообразные диэлектрики

Имея низкую молекулярную плотность (малую величину п), большинство газообразных диэлектриков обладает только электрон­ной поляризацией. Поэтому у газов, образующих воздух, и у самого воздуха диэлектрическая проницаемость является величиной, при­мерно равной единице (е ~1), и не зависит ни от температуры, ни от частоты напряжения во всем диапазоне частот, включая оптические, так как от температуры и частоты не зависит электронная поляри­
зуемость а_э. Воздух как естественная изоляция присутствует во всех электроустановках. Диэлектрическая проницаемость воздуха при нормальных условиях равна 1,00059. С увеличением относительной влажности воздуха \|/_в диэлектрическая проницаемость возрастает; если при 20 °С и \|/_в = 0 % е «1,00048, то при 20 °С и \|/_в = 100 % е» 1,00074. В инженерных расчетах для воздуха и образующих его га­зов берут е = 1.

Жидкие и твердые диэлектрики молекулярного строения неполярные

Нефтяные электроизоляционные масла, парафин и подобные им по химическому составу и строению диэлектрики обладают в основ­ном только электронной поляризацией. Поэтому они имеют невысо­кое значение диэлектрической проницаемости (е = 2,0 -з- 2,5), кото­рая больше, чем 8 газов, так как больше величина п.

Значения п и а_э от частоты напряжения не зависят, поэтому и диэлектрическая проницаемость е неполярных диэлектриков не за­висит от частоты во всем диапазоне, включая оптические частоты. При нагревании е монотонно снижается (рис. 2.12), так как умень­шается концентрация п поляризуемых молекул в результате теплово­го расширения диэлектрика. В области температуры плавления Т_ш (у парафина Т_ш «50 °С) е скачкообразно снижается.

(2.32)

(2.33)

Величина, характеризующая относительное изменение е при на­гревании диэлектрика на один кельвин, называется температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости ТКе и измеряется в К"¹:

ТКе = i—. EdT

Среднее значение ТКе (К^_1)можно определить из выражения

— 1 е₀ —е, ТКе = ^{2 1}

где значение е₂ измерялось при температуре Г₂, а — при Т_х.

Рис. 2.12. Зависимость диэлектрической проницаемости в неполярных диэлектриков от температуры Т\

8 2,2 2,1 2,0 1,9

т, С 63

1 — парафин; 2 — нефтяное электроизоляци­онное масло. Образующие е: 3 — а_э(7); 4 — п(Т) (схематически)

Дата добавления: 2015-08-09