Понятие о диэлектриках. Классификация диэлектриков

Диэлектрик (изолятор) — вещество, практически не проводящее электрический ток. Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 10⁸ см⁻³. Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле. С точки зрения зонной теориитвёрдого тела диэлектрик — вещество с шириной запрещённой зоны больше 3 эВ.                                  Условно к диэлектрикам относятся материалы, у которых ρ > 10⁸Ом·м. При этом надо заметить, что удельное сопротивление хороших проводников может составлять всего 10⁻⁸ Ом·м, а у лучших диэлектриков превосходить 10¹⁶ Ом·м                                                                                                                                      Физическим параметром, который характеризует диэлектрик, является диэлектрическая проницаемость В диэлектриках практически нет свободных электронов поэтому ток по ним не проходит.                                                                                                                                                            

Под влиянием внешнего электрического поля происходит поляризация диэлектрика.

Это значит, что электроны в атомах начинают вращаться по вытянутым орбитам. В результате, на нашем                                                                      рисунке левая поверхность имеет отрицательный заряд, а правая поверхность имеет положительный заряд. Между этими зарядами внутри диэлектрика возникает своё электрическое поле, которое назовём внутренним. Таким образом, внутри пластинки диэлектрика будут одновременно два поля- внешнее и внутреннее, противоположные по направлению.Напряжённость результирующего электрического поля равна напряжённости большего поля минус напряженность меньшего поля..Число, показывающее во сколько раз напряжённость электрического поля в диэлектрике меньше чем в вакууме,                                                                         называется диэлектрической проницаемостью ε (эпсилон).

Диэлектрическими ма териалами (согласно ГОСТ 21515-76) считают класс электротехнических материалов, предназначенных для использования их диэлектрических свойств, а именно большого сопротивления прохождению электрического тока и способности поляризоваться.                              Электроизоляционными называют диэлектрические материалы, предназначенные для электрической изоляции токоведущих частей электроустановок. Под действием высокого электрического напряжения, приложенного к электроизоляционному материалу определенной толщины, по нему может пойти большой ток. Это явление называется электрическим пробоем. Электрическая прочность характеризуется напряженностью однородного электростатического поля, при которой наступает пробой. Эта величина численно равна напряжению, при котором наступает пробой электроизоляционного материала толщиной в единицу длины. Электрическая прочность определяется по формуле:

где U - напряжение, В; h - толщина образца электроизоляционного материала, мм.