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電介質電導與溫度的關系

科技綠洲 ? 來源:電工知庫 ? 作者:電工知庫 ? 2023-09-26 16:47 ? 次閱讀

一、電介質的電導

電介質的電導可分為離子電導和電子電導,離子電導以離子為載流體,電子電導以自由電子為載流體。

1、離子電導

實際工程上所用的電介質多少含有一些雜質離子,這些離子與電介質分子聯系非常弱,甚至呈自由狀態。另外有些電介質在電場或外界因素影響下,本身就會離解成正負離子。這些離子在電場作用下沿電場方向移動,形成電導電流,這就是離子電導。

2、電子電導

在高電場作用下,離子與電介質分子碰撞,游離激發出來自由電子,這些電子在電場作用下移動,形成電導電流,這就是電子電導。當電介質中出現電子電導電流時,表明電介質已被擊穿,不能再做絕緣體使用。因此,一般說電介質的電導都是指離子電導。

二、氣體電介質中的電導

1 、正常情況下,氣體電介質的電導非常小。電場強度極小時,氣體中的電流密度大致與外加場強成正比;當電場強度稍微增大時,氣體中電流達到飽和狀態,不再隨外加場強而上升;只有當外加場強顯著提高,電介質進入電子碰撞游離階段,由于碰撞電離使帶電粒子急劇增多,氣體電介質將被擊穿。

2 、氣體電介質的飽和電流段較寬,在飽和電流條件下,電流密度不隨電場強度變化,電導率沒有意義。又由于氣體的電導很小,只要氣體的工作場強低于游離場強,就不考慮氣體的電導。

三、液體電介質中的電導

1 、液體電介質的電導有兩種,一種是電介質分子或雜質分子離解而成的離子電導;另一種是較大的膠體如絕緣油中的懸浮物電泳電導。

2 、工程上常用的液體電介質,如變壓器油、漆和樹脂都屬于中性和弱極性液體電介質,其分子離解度小,這些電介質在很純凈的情況下,其導電率很小。

四、固體電介質的電導

1 、固體電介質的電導分為離子電導和電子電導兩部分。離子電導在很大程度上取決于電介質中所含的雜質離子,特別是對于中性及弱極性電介質,雜質離子起主要作用。

2 、固體電介質的表面電導主要取決于其表面吸附導電雜質如水分和污染物的能力及其分布狀態,只要電介指表面出現很薄的吸附雜質,表面電導就比體積電導大很多。

3 、極性電介質的表面與水分子之間附著力遠大于水分子的內聚力,很容易吸附水分,而且吸附的水分濕潤整個表面,形成連續水膜,這叫做親水性性電介質,這種電介質表面電導很大,如云母、玻璃、纖維材料等;不含極性分子的電介質表面與水分子之間的附著力小于水分子的內聚力,不容易吸附水分,只在表面形成分散孤立的水珠,不構成連續的水膜,這叫做憎水性電介質,這種電介質表面電導小,如石蠟、聚苯乙烯等。能部分溶于水或脹大、表面粗糙或多孔的電介質更容易吸附水分和污染物,其表面電導也很大。

五、電介質的性能

1、電介質的電導率和電阻

電介質的性能常用電導率或電阻率來表示,電導率和電阻率互為倒數。固體電介質除了通過電介質內部的電導電流外,還有沿電介質表面流過的電導電流。由電介質內部電導電流所決定的電阻稱為體積電阻;由電介質表面電導電流所決定的電阻稱為表面電阻。氣體和液體電介質只有體積電阻。

2、電介質電導與溫度的關系

在沒有外加電場時,帶電質點在電介質分子周圍某平衡位置附近隨分子做不規則的混亂的熱運動,溫度越高,帶電質點熱運動的動能越大,就更容易跳越原來的平衡位置,在電場作用下就更容易順電場方向移動,因此溫度越高,離子電導的電流越大,電介質的絕緣電阻越小。

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