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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Elektrische Isoliermaterialien. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Strom für Anfänger Elektrische Isoliermaterialien oder Dielektrika sind Materialien, die zur Isolierung verwendet werden, d. h. zur Verhinderung des Abfließens von elektrischem Strom zwischen leitenden Teilen, die unter unterschiedlichen elektrischen Potenzialen stehen. Dielektrika haben einen sehr hohen elektrischen Widerstand. Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung werden Dielektrika in organische und anorganische unterteilt. Das Hauptelement in den Molekülen aller organischen Dielektrika ist Kohlenstoff. Anorganische Dielektrika enthalten keinen Kohlenstoff. Anorganische Dielektrika (Glimmer, Keramik usw.) weisen die größte Hitzebeständigkeit auf. Je nach Herstellungsverfahren unterscheidet man zwischen natürlichen (natürlichen) und synthetischen Dielektrika. Synthetische Dielektrika können mit einem bestimmten Satz elektrischer und physikalisch-chemischer Eigenschaften hergestellt werden, weshalb sie in der Elektrotechnik weit verbreitet sind. Je nach Struktur der Moleküle werden Dielektrika in unpolar (neutral) und polar unterteilt. Neutrale Dielektrika bestehen aus elektrisch neutralen Atomen und Molekülen, die keine elektrischen Eigenschaften besitzen, bevor sie einem elektrischen Feld ausgesetzt werden. Neutrale Dielektrika sind: Polyethylen, Fluorkunststoff-4 usw. Unter den neutralen werden ionische kristalline Dielektrika (Glimmer, Quarz usw.) unterschieden, bei denen jedes Ionenpaar ein elektrisch neutrales Teilchen darstellt. An den Stellen des Kristallgitters befinden sich Ionen. Jedes Ion befindet sich in der Nähe des Gleichgewichtszentrums – einem Knotenpunkt des Kristallgitters – in thermischer Schwingungsbewegung. Polare oder Dipol-Dielektrika bestehen aus polaren Dipolmolekülen. Letztere haben aufgrund der Asymmetrie ihrer Struktur bereits vor dem Einfluss der elektrischen Feldkraft auf sie ein anfängliches elektrisches Moment. Polare Dielektrika umfassen Bakelit, Polyvinylchlorid usw. Im Vergleich zu neutralen Dielektrika weisen polare Dielektrika höhere Dielektrizitätskonstanten sowie eine leicht erhöhte Leitfähigkeit auf. Dielektrika sind je nach Aggregatzustand gasförmig, flüssig und fest. Am größten ist die Gruppe der festen Dielektrika. Die elektrischen Eigenschaften elektrischer Isoliermaterialien werden anhand von Größen beurteilt, die als elektrische Eigenschaften bezeichnet werden. Dazu gehören: spezifischer Volumenwiderstand, Oberflächenwiderstand, Dielektrizitätskonstante, Temperaturkoeffizient der Dielektrizitätskonstante, dielektrischer Verlustfaktor und Durchschlagsfestigkeit des Materials. Der spezifische Volumenwiderstand ist ein Wert, der es ermöglicht, den elektrischen Widerstand eines Materials abzuschätzen, wenn Gleichstrom durch es fließt. Der Kehrwert des Volumenwiderstands wird als Volumenleitfähigkeit bezeichnet. Der spezifische Oberflächenwiderstand ist ein Wert, der es ermöglicht, den elektrischen Widerstand eines Materials abzuschätzen, wenn zwischen den Elektroden Gleichstrom über seine Oberfläche fließt. Der Kehrwert des spezifischen Oberflächenwiderstands wird als spezifische Oberflächenleitfähigkeit bezeichnet. Der Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstands ist ein Wert, der die Änderung des spezifischen Widerstands eines Materials bei einer Temperaturänderung bestimmt. Mit zunehmender Temperatur nimmt der elektrische Widerstand aller Dielektrika ab, daher hat ihr Temperaturkoeffizient des spezifischen Widerstands ein negatives Vorzeichen. Die Dielektrizitätskonstante ist ein Wert, der es uns ermöglicht, die Fähigkeit eines Materials zu beurteilen, elektrische Kapazität zu erzeugen. Die relative Dielektrizitätskonstante ist im Wert der absoluten Dielektrizitätskonstante enthalten. Der Temperaturkoeffizient der Dielektrizitätskonstante ist ein Wert, der es ermöglicht, die Art der Änderung der Dielektrizitätskonstante und damit der Isolationskapazität bei einer Temperaturänderung abzuschätzen. Der Tangens des dielektrischen Verlusts ist ein Wert, der die Leistungsverluste in einem Dielektrikum bestimmt, das mit Wechselspannung betrieben wird. Die elektrische Festigkeit ist ein Wert, der es uns ermöglicht, die Fähigkeit eines Dielektrikums zu beurteilen, der Zerstörung durch elektrische Spannung zu widerstehen. Die mechanische Festigkeit von elektrisch isolierenden und anderen Materialien wird anhand der folgenden Merkmale beurteilt: Zugfestigkeit des Materials, Zugdehnung, Druckfestigkeit des Materials, statische Biegefestigkeit des Materials, spezifische Schlagzähigkeit, Spaltfestigkeit. Zu den physikalisch-chemischen Eigenschaften von Dielektrika gehören: Säurezahl, Viskosität, Wasseraufnahme. Die Säurezahl ist die Anzahl Milligramm Kaliumhydroxid, die erforderlich ist, um die in 1 g Dielektrikum enthaltenen freien Säuren zu neutralisieren. Die Säurezahl wird für flüssige Dielektrika, Verbindungen und Lacke bestimmt. Dieser Wert ermöglicht es uns, die Menge an freien Säuren im Dielektrikum und damit den Grad ihrer Wirkung auf organische Materialien abzuschätzen. Die Anwesenheit freier Säuren beeinträchtigt die elektrischen Isoliereigenschaften von Dielektrika. Die Viskosität oder der innere Reibungskoeffizient ermöglicht die Beurteilung der Fließfähigkeit elektrischer Isolierflüssigkeiten (Öle, Lacke usw.). Die Viskosität kann kinematisch oder bedingt sein. Unter Wasseraufnahme versteht man die Wassermenge, die ein Dielektrikum aufnimmt, nachdem es 20 Stunden lang in destilliertem Wasser bei einer Temperatur von XNUMX °C und mehr gelegen hat. Die Menge der Wasseraufnahme gibt Aufschluss über die Porosität des Materials und das Vorhandensein wasserlöslicher Substanzen darin. Wenn dieser Indikator zunimmt, verschlechtern sich die elektrischen Isoliereigenschaften von Dielektrika. Zu den thermischen Eigenschaften von Dielektrika gehören: Schmelzpunkt, Erweichungspunkt, Tropfpunkt, Dampfflammpunkt, Hitzebeständigkeit von Kunststoffen, Thermoelastizität (Hitzebeständigkeit) von Lacken, Hitzebeständigkeit, Frostbeständigkeit, Tropenbeständigkeit. In der Elektrotechnik werden häufig Folien-Elektroisolierstoffe aus Polymeren eingesetzt. Dazu gehören Filme und Tonbänder. Filme werden mit einer Dicke von 5 bis 250 Mikrometern und Bänder mit einer Dicke von 0,2 bis 3,0 mm hergestellt. Hochpolymere Folien und Bänder zeichnen sich durch große Flexibilität, mechanische Festigkeit und gute elektrische Isoliereigenschaften aus. Polystyrolfolien werden mit einer Dicke von 20-100 µm und einer Breite von 8-250 mm hergestellt. Die Dicke von Polyethylenfolien beträgt üblicherweise 30–200 Mikrometer und die Breite 230–1500 mm. Folien aus Fluorkunststoff-4 werden mit einer Dicke von 5–40 Mikrometern und einer Breite von 10–200 mm hergestellt. Aus diesem Material werden auch unorientierte und orientierte Folien hergestellt. Orientierte Fluorkunststofffolien weisen die höchsten mechanischen und elektrischen Eigenschaften auf. Folien aus Polyethylenterephthalat (Lavsan) werden mit einer Dicke von 25–100 Mikrometern und einer Breite von 50–650 mm hergestellt. PVC-Folien bestehen aus Vinylkunststoff und weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid. Vinyl-Kunststofffolien haben eine höhere mechanische Festigkeit, aber eine geringere Flexibilität. Vinylkunststofffolien haben eine Dicke von 100 Mikrometern oder mehr und weichgemachte Polyvinylchloridfolien haben eine Dicke von 20–200 Mikrometern. Cellulosetriacetat-Folien (Triacetat) werden weichmacherfrei (starr), blau eingefärbt, leicht weichgemacht (farblos) und weichgemacht (blau eingefärbt) hergestellt. Letztere verfügen über eine erhebliche Flexibilität. Triacetatfolien werden in den Stärken 25, 40 und 70 µm und einer Breite von 500 mm hergestellt. Folien-Elektrokarton ist ein flexibles elektrisches Isoliermaterial, das aus einseitig mit Mylar-Folie beschichtetem Isolierkarton besteht. Film-Elektrokarton auf Lavsan-Film hat eine Dicke von 0,27 und 0,32 mm. Es wird in Rollen mit einer Breite von 500 mm hergestellt. Film-Asbest-Karton ist ein flexibles elektrisches Isoliermaterial, das aus einer 50 Mikrometer dicken Mylar-Folie besteht, die auf beiden Seiten mit 0,12 mm dickem Asbestpapier bedeckt ist. Film-Asbest-Karton wird in Platten von 400 x 400 mm (nicht weniger) mit einer Dicke von 0,3 mm hergestellt. Autor: Smirnova L.N. Lesen Sie mehr über verschiedene Elektromaterialien
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