Електричні характеристики
Питомий електричний опір. Будь-який електротехнічний матеріал - провідник, напівпровідник і навіть діелектрик - проводить електричний струм. Щоб оцінювати рівень електропровідності того чи іншого матеріалу, доводиться визначати питомий електричний опір матеріалу.
Питомий електричний опір Ом*м обчислюється за формулою
де R - загальний електричний опір зразка матеріалу, Ом; l - довжина шляху струму у зразку матеріалу, м; S - площа зразка матеріалу, через яку протікають струми провідності, м2.
У металевих провідників питомі опори дуже малі й у межах p=10 -4 -10 -2 Ом-м. Це свідчить про велику електропровідність провідникових матеріалів.
У напівпровідникових матеріалів (напівпровідників) значення питомих опорів більше, ніж у провідників, і становлять p=10 -2 -10 8 Ом-м, а діелектриків вони ще більше - p=10 8 -10 18 Ом-м.
Великі значення питомого опору у діелектриків вказують на їхню малу електропровідність.
Питомий опір електротехнічних матеріалів значною мірою залежить від температури (рис. 1)
Температурний коефіцієнт питомого опору ТК р - характеристика, що дозволяє оцінити зміну питомого електричного опору матеріалу зі зміною його температури. При лінійній зміні питомого опору (у вузькому інтервалі температур) величину ТК р, 1/°С, обчислюють за формулою
де р1 - питомий електричний опір матеріалу за початкової температури t1; p2 - питомий електричний опір матеріалу за температури t2. На рис. 1 можна бачити, що у провідників ТК р0. Це свідчить про зростання електричного опору з підвищеннямтемператури провідників У напівпровідників та діелектриків ТК p
Тангенс кута діелектричних втрат tg a. Якщо відрізок металевого провідника один раз включити під постійну напругу, а інший - під змінну, діюче значення якого дорівнює постійному напрузі, то втрати енергії в тому і іншому випадку будуть однакові, тобто Р
Якщо ж такий досвід зробити з діелектриком, то втрати енергії в ньому на змінній напрузі будуть у багато разів більшими за втрати енергії на постійній напрузі, тобто Р
>>Р-. Втрати енергії у діелектриці на змінній напрузі називають діелектричними втратами.
Електрична міцність Епр є напруженістю електричного поля, при якій відбувається пробій - руйнування діелектрика з утворенням в ньому наскрізного каналу з дуже великою провідністю. Електричну міцність діелектрика, В/м, при пробої його в однорідному полі вичіслюють за формулою де Uпр - пробивна напруга, при якому настає пробій діелектрика,; h - товщина діелетрика у місці пробою, м.
Зважаючи на те, що діелектрики пробиваються при дуже великих напругах (тисячі вольт), значення електричної міцності обчислюють у мегавольтах на метр товщини матеріалу в місці пробою (МВ/м).
Як правило, Епр зменшується зі збільшенням товщини діелектрика та підвищенням температури (рис. 3).