العازل هو مادة أو مادة لا تنقل عملياً التيار الكهربائي. هذه الموصلية ناتجة عن قلة عدد الإلكترونات والأيونات. تتشكل هذه الجسيمات في مادة غير موصلة فقط عندما تتحقق خصائص درجة الحرارة العالية. حول ما هو عازل وسيتم مناقشته في هذه المقالة.
الوصف
كل موصل إلكتروني أو راديو أو شبه موصل أو عازل مشحون يمرر تيارًا كهربائيًا من خلال نفسه ، لكن خصوصية العازل الكهربائي هي أنه حتى عند الجهد العالي الذي يزيد عن 550 فولت ، فإن تيارًا صغيرًا سيتدفق فيه. التيار الكهربائي في العازل هو حركة الجسيمات المشحونة في اتجاه معين (يمكن أن يكون موجبًا أو سالبًا).
أنواع التيارات
تعتمد التوصيلية الكهربائية للعوازل على:
- تيارات الامتصاص - تيار يتدفق في عازل بتيار ثابت حتى يصل إلى حالة التوازن ، ويغير الاتجاه عند تشغيله وعندما يتم تطبيق الجهد عليه وعند إيقاف تشغيله. مع التيار المتردد ، سيكون التوتر في العازل موجودًا فيه طوال الوقت أثناء عمله في مجال كهربائي.
- الموصلية الإلكترونية - حركة الإلكترونات تحت تأثير المجال.
- الموصلية الكهربائية الأيونية - هي حركة الأيونات. يوجد في المحاليل المنحل بالكهرباء - الأملاح والأحماض والقلويات ، وكذلك في العديد من المواد العازلة.
- الموصلية الكهربائية الموليون هي حركة الجسيمات المشحونة التي تسمى الموليون. يوجد في النظم الغروية والمستحلبات والمعلقات. تسمى ظاهرة حركة الموليون في المجال الكهربائي بالرحلان الكهربي.
تصنف المواد العازلة حسب حالة التجميع والطبيعة الكيميائية. الأول ينقسم إلى صلب ، سائل ، غازي ومتصلب. حسب الطبيعة الكيميائية ، فهي مقسمة إلى مواد عضوية وغير عضوية وعضوية.
الموصلية الكهربائية للعوازل حسب حالة التجميع:
- التوصيل الكهربائي للغازات. المواد الغازية لها موصلية تيار منخفضة نوعًا ما. يمكن أن يحدث في وجود جزيئات مشحونة مجانية ، والتي تظهر بسبب تأثير العوامل الخارجية والداخلية والإلكترونية والأيونية: الأشعة السينية والأنواع المشعة ، وتصادم الجزيئات والجسيمات المشحونة ، والعوامل الحرارية.
- الموصلية الكهربائية للعازل السائل. عوامل الاعتماد: التركيب الجزيئي ودرجة الحرارة والشوائب ووجود شحنات كبيرة من الإلكترونات والأيونات. تعتمد الموصلية الكهربائية للعوازل السائلة إلى حد كبير على وجود الرطوبة والشوائب. يتم إنشاء موصلية الكهرباء للمواد القطبية حتى بمساعدة سائل مع أيونات منفصلة. عند مقارنة السوائل القطبية وغير القطبية ،السابق له ميزة واضحة في التوصيل. إذا تم تنظيف السائل من الشوائب ، فسوف يساهم ذلك في انخفاض خصائصه الموصلة. مع زيادة موصلية مادة سائلة ودرجة حرارتها ، يحدث انخفاض في لزوجتها ، مما يؤدي إلى زيادة حركة الأيونات.
- عوازل صلبة. يتم تحديد الموصلية الكهربائية لها على أنها حركة الجسيمات العازلة المشحونة والشوائب. في مجالات التيار الكهربائي القوية ، يتم الكشف عن الموصلية الكهربائية
الخصائص الفيزيائية للعوازل
عندما تكون مقاومة المادة أقل من 10-5 أومم ، يمكن أن تُنسب إلى الموصلات. إذا كان أكثر من 108 أومم - للعوازل. هناك حالات تكون فيها المقاومة أكبر بعدة مرات من مقاومة الموصل. في الفترة 10-5-108 أومم يوجد شبه موصل. المواد المعدنية موصل ممتاز للتيار الكهربائي
من الجدول الدوري بأكمله ، فقط 25 عنصرًا تنتمي إلى اللافلزات ، و 12 عنصرًا منها ، ربما ، سيكون لها خصائص أشباه الموصلات. ولكن ، بالطبع ، بالإضافة إلى مواد الجدول ، هناك العديد من السبائك أو التركيبات أو المركبات الكيميائية التي لها خاصية موصل أو شبه موصل أو عازل. بناءً على ذلك ، من الصعب رسم خط معين بين قيم المواد المختلفة بمقاوماتها. على سبيل المثال ، مع انخفاض عامل درجة الحرارة ، سوف يتصرف أشباه الموصلات مثل العازل.
التطبيق
استخدام المواد غير الموصلة واسع للغاية ، حيث أنها واحدة من أكثر الدرجات استخدامًاالمكونات الكهربائية. لقد أصبح من الواضح تمامًا أنه يمكن استخدامها بفضل الخصائص في شكل نشط وخامل.
في شكل سلبي ، يتم استخدام خصائص المواد العازلة للاستخدام في مواد العزل الكهربائي.
في شكلها النشط ، يتم استخدامها في صناعة الكهرباء ، وكذلك في مواد بواعث تكنولوجيا الليزر.
عوازل أساسية
الأنواع الشائعة تشمل:
- زجاج
- مطاط.
- زيت.
- اسفلت
- بورسلين.
- كوارتز.
- الهواء.
- الماس.
- مياه نظيفة.
- بلاستيك
ما هو السائل العازل؟
يحدث الاستقطاب من هذا النوع في مجال التيار الكهربائي. تستخدم المواد السائلة غير الموصلة في الهندسة لصب أو تشريب المواد. هناك 3 فئات من العوازل السائلة:
الزيوت البترولية منخفضة اللزوجة ومعظمها غير قطبية. غالبًا ما يتم استخدامها في المعدات عالية الجهد: زيت المحولات والمياه عالية الجهد. زيت المحولات هو عازل غير قطبي. وجد زيت الكابلات تطبيقًا في تشريب الأسلاك الورقية العازلة بجهد يصل إلى 40 كيلو فولت ، بالإضافة إلى الطلاء المعدني بتيار يزيد عن 120 كيلو فولت. زيت المحولات له هيكل أنظف من زيت المكثف. يستخدم هذا النوع من العوازل على نطاق واسع في الإنتاج ، على الرغم من التكلفة العالية مقارنة بالمواد والمواد التناظرية.
ما هو العازل الصناعي؟ حاليًا ، يتم حظره في كل مكان تقريبًا بسبب سميته العالية ، حيث يتم إنتاجه على أساس الكربون المكلور. يعتبر العازل السائل القائم على السيليكون العضوي آمنًا وصديقًا للبيئة. هذا النوع لا يسبب الصدأ المعدني وله خصائص رطوبة منخفضة. هناك عازل مسال يحتوي على مركب فلورين عضوي مشهور بشكل خاص لعدم قابليته للاشتعال ، وخصائصه الحرارية ، واستقراره التأكسدي.
والنوع الأخير هو الزيوت النباتية. إنها عوازل قطبية ضعيفة ، وتشمل بذور الكتان ، الخروع ، تونغ ، القنب. زيت الخروع شديد التسخين ويستخدم في المكثفات الورقية. تبخرت بقية الزيوت. التبخر فيها لا ينتج عن التبخر الطبيعي ، ولكن عن طريق تفاعل كيميائي يسمى البلمرة. تستخدم بكثرة في المينا والدهانات
الخلاصة
ناقش المقال بالتفصيل ماهية العازل الكهربائي. تم ذكر الأنواع المختلفة وخصائصها. بالطبع ، لفهم دقة خصائصها ، سيتعين عليك دراسة قسم الفيزياء الخاص بها بمزيد من العمق.
