A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
|
Ez a szócikk vagy szakasz lektorálásra, tartalmi javításokra szorul. |
Szigetelőnek (vagy dielektrikumnak) nevezzük azokat az anyagokat, melyek az elektromos áramot elhanyagolható mértékben vezetik. Az elektromos ellenállásuk jellemzően 1012 Ω felett van. A szigetelőkben a tiltott sáv szélessége nagy, nagyobb mint 3 eV (kb. 0,5 aJ), amelyet szobahőmérsékleten csak nagyon kevés elektron képes megszerezni. A szigetelő anyagokban ezért kevés szabad elektron van, az anyag vezetőképessége kicsi. Gyakorlatilag nem vezet, szigetel. Ideális szigetelőben egyetlen szabad töltéshordozó sincs. Az atomok hőmozgása miatt a gyakorlatban ilyen nem fordul elő, vagyis szigetelő anyagainkra inkább rossz vezető elnevezést kellene használni. A szigetelő anyagok a gázok, az olajok, a szilárd halmazállapotúak közül az üveg, műanyagok, kerámiák, csillám stb. A desztillált víz is inkább szigetelő, míg a különböző sókat tartalmazó víz már vezető.
A jelenségkör szorosan összefügg az anyagok elektromos és mágneses energiát tároló képességével. Ennek egyik mennyisége a χe elektromos szuszceptibilitás (vagy más néven dielektromos szuszceptibilitás), amely azt méri, hogy a szigetelő mennyire polarizálódik külső elektromos tér hatására. Ez a mennyiség összefüggésben áll azzal is, hogy milyen a fény terjedési sebessége a közegben. A jó dielektrikum poláros molekulái a külső elektromos tér rákapcsolásakor az erőtér irányába állnak be. Ez a dielektromos polarizáció jelensége, ami növeli a kondenzátor kapacitását.
Az elektrotechnikában a szigetelőket az áram szivárgásának megakadályozására és a vezetők megtámasztására használják.
Kondenzátorokban
A dielektrikumot a kondenzátorlemezek közé helyezik, ezzel a kondenzátornak megnő az elektromos kapacitása és az átütési feszültsége (a vákuumhoz képest).
Jellemzői
A dielektrikumokra jellemző mennyiségek a permittivitás, a veszteségi szög és az átütési feszültség. Az iparban alkalmazott dielektrikumok nagyon magas átütési feszültségű, nagy szakítószilárdságú, vegyileg stabil, kúszóárammal szemben ellenálló anyagok.
Permittivitás
A síkkondenzátor kapacitása egyenesen arányos a benne levő dielektrikum permittivitásával:
ahol C a kapacitás, εr a dielektrikum relatív permittivitása, a vákuum permittivitása, A a fegyverzetek felülete, és d a fegyverzetek közötti távolság.
Néhány anyag relatív permittivitása:
paraffin | 1,9 - 2,2 |
csillám | 4 - 8 |
üveg | 5 - 16 |
porcelán | 6 - 8 |
speciális kerámiák | ~ 100 |
bárium-titanát | ~ 1000 |
víz | 81 |
etil-alkohol | 24 |
petróleum | 2,1 |
levegő | 1,000 59 |
neoprén | 6,7 |
papír | 3,7 |
kvarc | 4,3 |
stroncium-titanát | 300 |
réz-oxid | 18 |
titán-dioxid | ~ 80 |
CaTiO3 | ~ 160 |
(SrBi)TiO3 | ~ 1000 |
benzol | ~ 2,3 |
nitrobenzol | 37 |
hidrogén | 1,000264 |
kén-dioxid | 1,0099 |
A levegő relatív permittivitását a legtöbb számításban egynek veszik, mivel maga a számítás sokkal pontatlanabb. A víz kiugróan magas permittivitása a vízmolekula erős polározottságának, és ebből következő nagy dipólusnyomatékának köszönhető.
Veszteségi szög
A dielektromos veszteségi tényezőnek is nevezett veszteségi szög a D dielektrikus eltolás és az E erőtér által bezárt szög. Kiszámítása:
ahol e*(w) a komplex permittivitás, és w a váltóáram frekvenciája.
Átütési feszültség
Az átütési feszültség az a feszültség, aminél a dielektrikum vezetővé válik. Az eközben végbement kémiai reakciók miatt a szilárd dielektrikumot ki kell dobni, mivel ez a folyamat visszafordíthatatlan. A folyékony és a gáz halmazállapotú dielektrikumokban az áramlás visszaállítja a szigetelőképességet, bár a kémiai reakciók termékei az anyagban maradnak. Ez a feszültség egyenesen arányos a dielektrikum vastagságával, ezért V/m-ben mérik. Gyakorlati okok miatt azonban inkább a MV/cm mértékegységet használják.
Táblázat a dielektrikumok átütési feszültségéről. Az adatok MV/cm-ben értendők.
paraffin | 10 |
csillám | 2,5 - 4,2 |
üveg | 4 - 14 |
porcelán | 1 - 4 |
speciális kerámiák | 0,45 |
bárium-titanát | > 0,025 |
víz | 3 |
etil-alkohol | |
petróleum | |
levegő | > 0,025 (nyomásfüggő) |
neoprén | 12 |
papír | 0,5 - 16 |
kvarc | 4 - 6 |
stroncium-titanát | |
réz-oxid | |
titán-dioxid | 1 - 2 |
CaTiO3 | ~ |
(SrBi)TiO3 | ~ |
benzol | 1,6 |
nitrobenzol | 37 |
hidrogén | |
kén-dioxid |
Lásd még
Források
- Permittivitás
- Kapazität, Dielektrika, Energiespeicherung
- Dielektrikum - Techniklexikon
- Dielektrika im elektrischen Feld
- Elektromaschinenbauer[halott link]
- Permettivität
Külső hivatkozások
- Átütés szigetelőanyagokban
- Magyar porcelán és üveg szigetelők (angolul)
- Elektromágnesség Archiválva 2011. június 3-i dátummal a Wayback Machine-ben
- Dielektromos gömb elektromos térben
- Ohne Dielektrikum - mit Dielektrikum
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.
Analóg multiméterek túlterhelés elleni védelme
Egyenáram
Egyenáram mérése
Egyenirányítós lengőtekercses műszer
Elektromágnes (fizika)
Elektromos feszültség
Elektromos térerősség
Fáziseltolódás
Fázismutató
Fajlagos ellenállás
Feszültséggenerátor
Feszültségváltó
Forgó mágneses tér
Háromfázisú hálózat
Hőelektromosság
Hatásos ellenállás
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.