Էլեկտրական սարքերում և էլեկտրամատակարարման սխեմաներում օգտագործվող որոշ նյութեր ունեն դիէլեկտրական հատկություններ, այսինքն՝ ունեն բարձր դիմադրություն հոսանքի նկատմամբ։ Այս ունակությունը թույլ է տալիս նրանց հոսանք չանցնել, և, հետևաբար, դրանք օգտագործվում են հոսանք կրող մասերի համար մեկուսացում ստեղծելու համար: Էլեկտրամեկուսիչ նյութերը նախատեսված են ոչ միայն հոսանք կրող մասերը բաժանելու, այլ նաև էլեկտրական հոսանքի վտանգավոր հետևանքներից պաշտպանություն ստեղծելու համար: Օրինակ՝ էլեկտրական սարքերի հոսանքի լարերը ծածկված են մեկուսիչով։
Էլեկտրամեկուսիչ նյութեր և դրանց կիրառությունները
Էլեկտրամեկուսիչ նյութերը լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերության, ռադիոյի և գործիքաշինության, ինչպես նաև էլեկտրական ցանցերի զարգացման մեջ: Էլեկտրական սարքի բնականոն շահագործումը կամ էլեկտրամատակարարման շղթայի անվտանգությունը մեծապես կախված է նրանիցօգտագործված դիէլեկտրիկներ. Էլեկտրամեկուսացման համար նախատեսված նյութի որոշ պարամետրեր որոշում են դրա որակն ու հնարավորությունները։
Մեկուսիչ նյութերի օգտագործումը ենթակա է անվտանգության կանոնակարգերի: Մեկուսացման ամբողջականությունը էլեկտրական հոսանքի հետ անվտանգ աշխատանքի բանալին է: Շատ վտանգավոր է վնասված մեկուսիչ սարքերի օգտագործումը։ Նույնիսկ թեթև էլեկտրական հոսանքը կարող է ազդել մարդու մարմնի վրա։
Դիէլեկտրիկների հատկությունները
Էլեկտրամեկուսիչ նյութերը պետք է ունենան որոշակի հատկություններ՝ իրենց գործառույթներն իրականացնելու համար: Դիէլեկտրիկների և հաղորդիչների հիմնական տարբերությունը մեծ ծավալային դիմադրողականությունն է (109–1020 օմ սմ): Հաղորդավարների էլեկտրական հաղորդունակությունը դիէլեկտրիկների համեմատ 15 անգամ ավելի է։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ մեկուսիչներն իրենց բնույթով ունեն մի քանի անգամ ավելի քիչ ազատ իոններ և էլեկտրոններ, որոնք ապահովում են նյութի ընթացիկ հաղորդունակությունը։ Բայց երբ նյութը տաքացվում է, դրանք ավելի շատ են լինում, ինչը նպաստում է էլեկտրական հաղորդունակության բարձրացմանը։
Տարբերակել դիէլեկտրիկների ակտիվ և պասիվ հատկությունները: Մեկուսիչ նյութերի համար ամենակարևորը պասիվ հատկություններն են: Նյութի դիէլեկտրական հաստատունը պետք է լինի հնարավորինս ցածր: Սա թույլ է տալիս մեկուսարանին չմտցնել մակաբուծական հզորություններ շղթայի մեջ: Այն նյութի համար, որն օգտագործվում է որպես կոնդենսատորի դիէլեկտրիկ, դիէլեկտրական հաստատունը, ընդհակառակը, պետք է լինի հնարավորինս մեծ:
Մեկուսիչ ընտրանքներ
Հիմնական պարամետրերինէլեկտրական մեկուսացումը ներառում է էլեկտրական ուժ, էլեկտրական դիմադրողականություն, հարաբերական թույլատրելիություն, դիէլեկտրական կորստի անկյուն: Նյութի էլեկտրամեկուսիչ հատկությունները գնահատելիս հաշվի է առնվում նաև թվարկված բնութագրերի կախվածությունը էլեկտրական հոսանքի և լարման մեծություններից։
Էլեկտրամեկուսիչ արտադրանքներն ու նյութերն ունեն ավելի մեծ էլեկտրական ուժ՝ համեմատած հաղորդիչների և կիսահաղորդիչների հետ: Դիէլեկտրիկի համար կարևոր է նաև հատուկ արժեքների կայունությունը ջեռուցման, լարման բարձրացման և այլ փոփոխությունների ժամանակ։
Դիէլեկտրիկ նյութերի դասակարգում
Կախված հաղորդիչով անցնող հոսանքի հզորությունից՝ օգտագործվում են տարբեր տեսակի մեկուսացումներ, որոնք տարբերվում են իրենց հնարավորություններով։
Ի՞նչ պարամետրերով են բաժանվում էլեկտրամեկուսիչ նյութերը. Դիէլեկտրիկների դասակարգումը հիմնված է դրանց ագրեգացման վիճակի (պինդ, հեղուկ և գազային) և ծագման (օրգանական՝ բնական և սինթետիկ, անօրգանական՝ բնական և արհեստական) վիճակի վրա։ Կոշտ դիէլեկտրիկի ամենատարածված տեսակը, որը կարելի է տեսնել կենցաղային տեխնիկայի կամ ցանկացած այլ էլեկտրական սարքի լարերի վրա:
Պինդ և հեղուկ դիէլեկտրիկները իրենց հերթին բաժանվում են ենթախմբերի. Պինդ դիէլեկտրիկները ներառում են լաքապատ գործվածքներ, լամինատներ և տարբեր տեսակի միկա: Մոմերը, յուղերը և հեղուկ գազերը հեղուկ էլեկտրական մեկուսիչ նյութեր են: Հատուկ գազային դիէլեկտրիկներ օգտագործվում են շատ ավելի հազվադեպ: Այս տեսակը ներառում է նաևբնական էլեկտրական մեկուսիչը օդն է։ Դրա օգտագործումը պայմանավորված է ոչ միայն օդի բնութագրերով, որոնք այն դարձնում են գերազանց դիէլեկտրիկ, այլ նաև տնտեսությամբ: Օդի օգտագործումը որպես մեկուսացում չի պահանջում լրացուցիչ նյութական ծախսեր։
Պինդ դիէլեկտրիկներ
Պինդ էլեկտրական մեկուսիչ նյութերը դիէլեկտրիկների ամենալայն դասն են, որոնք օգտագործվում են տարբեր ոլորտներում: Նրանք ունեն տարբեր քիմիական հատկություններ, և դիէլեկտրական հաստատունը տատանվում է 1-ից մինչև 50000:
Պինդ դիէլեկտրիկները բաժանվում են ոչ բևեռային, բևեռային և ֆերոէլեկտրիկների: Նրանց հիմնական տարբերությունները բևեռացման մեխանիզմների մեջ են։ Մեկուսացման այս դասը ունի այնպիսի հատկություններ, ինչպիսիք են քիմիական դիմադրությունը, հետևելու դիմադրությունը, դենդրիտային դիմադրությունը: Քիմիական դիմադրությունն արտահայտվում է տարբեր ագրեսիվ միջավայրերի (թթու, ալկալային և այլն) ազդեցությանը դիմակայելու ունակությամբ։ Հետագծման դիմադրությունը որոշում է էլեկտրական աղեղի ազդեցությանը դիմակայելու ունակությունը, իսկ դենդրիտային դիմադրությունը որոշում է դենդրիտների ձևավորումը:
Պինդ դիէլեկտրիկներն օգտագործվում են էներգետիկայի տարբեր ոլորտներում։ Օրինակ, կերամիկական էլեկտրամեկուսիչ նյութերը առավել հաճախ օգտագործվում են ենթակայաններում որպես գծի և թփերի մեկուսիչներ: Թուղթ, պոլիմերներ, ապակեպլաստե օգտագործվում են որպես էլեկտրական սարքերի մեկուսացում։ Մեքենաների և սարքերի համար առավել հաճախ օգտագործվում են լաքեր, ստվարաթուղթ, բարդ:
Տարբեր աշխատանքային պայմաններում օգտագործելու համար մեկուսացմանը տրվում են որոշ հատուկ հատկություններ՝ համատեղելով տարբերնյութերը `ջերմակայունություն, խոնավության դիմադրություն, ճառագայթման դիմադրություն և ցրտահարության դիմադրություն: Ջերմակայուն մեկուսիչները ի վիճակի են դիմակայել մինչև 700 °C ջերմաստիճանի, դրանք ներառում են ապակիներ և դրանց վրա հիմնված նյութեր, օրգանոզիլիտներ և որոշ պոլիմերներ: Խոնավության դիմացկուն և արևադարձային դիմացկուն նյութը ֆտորոպլաստիկ է, որը ոչ հիգրոսկոպիկ է և հիդրոֆոբ:
Ճառագայթակայուն մեկուսացումն օգտագործվում է ատոմային տարրերով սարքերում։ Այն ներառում է անօրգանական թաղանթներ, որոշ տեսակի պոլիմերներ, ապակեպլաստե և միկա հիմքով նյութեր: Ցրտադիմացկուն են մեկուսացումները, որոնք չեն կորցնում իրենց հատկությունները մինչև -90 ° C ջերմաստիճանում: Տիեզերական կամ վակուումային պայմաններում աշխատող սարքերի համար նախատեսված մեկուսացման վրա դրվում են հատուկ պահանջներ: Այդ նպատակների համար օգտագործվում են վակուումակայուն նյութեր, որոնք ներառում են հատուկ կերամիկա։
Հեղուկ դիէլեկտրիկներ
Հեղուկ էլեկտրական մեկուսիչ նյութերը հաճախ օգտագործվում են էլեկտրական մեքենաներում և ապարատներում: Յուղը տրանսֆորմատորում մեկուսացման դեր է խաղում: Հեղուկ դիէլեկտրիկները ներառում են նաև հեղուկ գազեր, չհագեցած վազելին և պարաֆին յուղեր, պոլիօրգանոսիլոքսաններ, թորած ջուր (մաքրված աղերից և կեղտից):
Հեղուկ դիէլեկտրիկների հիմնական բնութագրերն են դիէլեկտրական հաստատունը, էլեկտրական ուժը և էլեկտրական հաղորդունակությունը: Նաև դիէլեկտրիկների էլեկտրական պարամետրերը մեծապես կախված են դրանց մաքրման աստիճանից: Պինդ կեղտերը կարող են մեծացնել հեղուկների էլեկտրական հաղորդունակությունը ազատ իոնների և էլեկտրոնների աճի պատճառով:Հեղուկների մաքրում թորման, իոնափոխանակության և այլնի միջոցով: հանգեցնում է նյութի էլեկտրական ուժի բարձրացմանը՝ դրանով իսկ նվազեցնելով նրա էլեկտրական հաղորդունակությունը։
Հեղուկ դիէլեկտրիկները բաժանվում են երեք խմբի՝
- նավթային յուղեր;
- բուսական յուղեր;
- սինթետիկ հեղուկներ.
Առավել հաճախ օգտագործվող նավթային յուղերն են, ինչպիսիք են տրանսֆորմատորի, մալուխի և կոնդենսատորի յուղերը: Սինթետիկ հեղուկները (օրգանոսիլիկոն և ֆտորօրգանական միացություններ) օգտագործվում են նաև ապարատային ճարտարագիտության մեջ։ Օրինակ, սիլիցիումի օրգանական միացությունները ցրտադիմացկուն են և հիգրոսկոպիկ, ուստի դրանք օգտագործվում են որպես մեկուսիչ փոքր տրանսֆորմատորներում, բայց դրանց արժեքը ավելի բարձր է, քան նավթային յուղերի գինը:
Բուսական յուղերը գործնականում չեն օգտագործվում որպես մեկուսիչ նյութեր էլեկտրական մեկուսիչ տեխնոլոգիայի մեջ: Դրանք ներառում են գերչակի, կտավատի, կանեփի և թունգի յուղը: Այս նյութերը թույլ բևեռային դիէլեկտրիկներ են և հիմնականում օգտագործվում են թղթե կոնդենսատորների ներծծման և որպես թաղանթ ձևավորող նյութ էլեկտրական մեկուսիչ լաքերի, ներկերի և էմալներում:
Գազի դիէլեկտրիկներ
Ամենատարածված գազային դիէլեկտրիկներն են օդը, ազոտը, ջրածինը և SF6 գազը: Էլեկտրամեկուսիչ գազերը բաժանվում են բնական և արհեստական: Բնական օդը օգտագործվում է որպես մեկուսացում էլեկտրահաղորդման գծերի և էլեկտրական մեքենաների հոսանքատար մասերի միջև: Որպես մեկուսիչ՝ օդն ունի թերություններ, որոնք անհնարին են դարձնում այն օգտագործել փակ սարքերում:Թթվածնի բարձր կոնցենտրացիայի առկայության պատճառով օդը օքսիդացնող նյութ է, իսկ անհամասեռ դաշտերում առաջանում է օդի ցածր էլեկտրական ուժ։
Էլեկտրական տրանսֆորմատորները և բարձրավոլտ մալուխները որպես մեկուսացում օգտագործում են ազոտ: Ջրածինը, բացի էլեկտրական մեկուսիչ նյութ լինելուց, նաև հարկադիր սառեցում է, ինչի պատճառով էլ հաճախ օգտագործվում է էլեկտրական մեքենաներում։ Կնքված տեղակայանքներում SF6-ն առավել հաճախ օգտագործվում է: SF6 գազով լիցքավորումը սարքը դարձնում է պայթուցիկ: Այն օգտագործվում է բարձր լարման անջատիչների մեջ՝ շնորհիվ իր աղեղը մարելու հատկության։
Օրգանական դիէլեկտրիկներ
Օրգանական դիէլեկտրիկ նյութերը բաժանվում են բնական և սինթետիկ: Բնական օրգանական դիէլեկտրիկները ներկայումս օգտագործվում են չափազանց հազվադեպ, քանի որ սինթետիկների արտադրությունն ավելի ու ավելի է ընդլայնվում՝ դրանով իսկ նվազեցնելով դրանց արժեքը։
Բնական օրգանական դիէլեկտրիկները ներառում են ցելյուլոզա, ռետին, պարաֆին և բուսական յուղեր (գերչակի յուղ): Սինթետիկ օրգանական դիէլեկտրիկների մեծ մասը տարբեր պլաստմասսա և էլաստոմերներ են, որոնք հաճախ օգտագործվում են էլեկտրական կենցաղային տեխնիկայի և այլ սարքավորումների մեջ:
Անօրգանական դիէլեկտրիկներ
Անօրգանական դիէլեկտրիկ նյութերը բաժանվում են բնական և արհեստական: Բնական նյութերից ամենատարածվածը միկան է, որն ունի քիմիական և ջերմային դիմադրություն: Ֆլոգոպիտը և մուսկովիտը նույնպես օգտագործվում են էլեկտրական մեկուսացման համար։
Արհեստական անօրգանականդիէլեկտրիկները ներառում են ապակի և դրա վրա հիմնված նյութեր, ինչպես նաև ճենապակյա և կերամիկա: Կախված կիրառությունից, արհեստական դիէլեկտրիկին կարող են տրվել հատուկ հատկություններ: Օրինակ, դաշտային կերամիկա օգտագործվում է թփերի համար, որոնք ունեն բարձր դիէլեկտրական կորստի շոշափող:
Թելքավոր էլեկտրական մեկուսիչ նյութեր
Թելքավոր նյութերը հաճախ օգտագործվում են էլեկտրական սարքերի և մեքենաների մեկուսացման համար: Դրանք ներառում են բուսական ծագման նյութեր (ռետինե, ցելյուլոզա, գործվածքներ), սինթետիկ տեքստիլ (նեյլոն, կապրոն), ինչպես նաև պոլիստիրոլից, պոլիամիդից և այլն:
Օրգանական մանրաթելային նյութերը բարձր հիգրոսկոպիկ են, ուստի դրանք հազվադեպ են օգտագործվում առանց հատուկ ներծծման:
Վերջերս օրգանական նյութերի փոխարեն օգտագործվում է սինթետիկ մանրաթելային մեկուսացում, որն ունի ջերմակայունության ավելի բարձր մակարդակ։ Դրանք ներառում են ապակե մանրաթել և ասբեստ: Ապակե մանրաթելը ներծծվում է տարբեր լաքերով և խեժերով՝ բարձրացնելու իր հիդրոֆոբ հատկությունները: Ասբեստի մանրաթելն ունի ցածր մեխանիկական ուժ, ուստի հաճախ դրան ավելացնում են բամբակյա մանրաթել:
