一、电介质的电导
电介质的电导可分为离子电导和电子电导,离子电导以离子为载流体,电子电导以自由电子为载流体。
1、离子电导
实际工程上所用的电介质多少含有一些杂质离子,这些离子与电介质分子联系非常弱,甚至呈自由状态。另外有些电介质在电场或外界因素影响下,本身就会离解成正负离子。这些离子在电场作用下沿电场方向移动,形成电导电流,这就是离子电导。
2、电子电导
在高电场作用下,离子与电介质分子碰撞,游离激发出来自由电子,这些电子在电场作用下移动,形成电导电流,这就是电子电导。当电介质中出现电子电导电流时,表明电介质已被击穿,不能再做绝缘体使用。因此,一般说电介质的电导都是指离子电导。
二、气体电介质中的电导
1 、正常情况下,气体电介质的电导非常小。电场强度极小时,气体中的电流密度大致与外加场强成正比;当电场强度稍微增大时,气体中电流达到饱和状态,不再随外加场强而上升;只有当外加场强显著提高,电介质进入电子碰撞游离阶段,由于碰撞电离使带电粒子急剧增多,气体电介质将被击穿。
2 、气体电介质的饱和电流段较宽,在饱和电流条件下,电流密度不随电场强度变化,电导率没有意义。又由于气体的电导很小,只要气体的工作场强低于游离场强,就不考虑气体的电导。
三、液体电介质中的电导
1 、液体电介质的电导有两种,一种是电介质分子或杂质分子离解而成的离子电导;另一种是较大的胶体如绝缘油中的悬浮物电泳电导。
2 、工程上常用的液体电介质,如变压器油、漆和树脂都属于中性和弱极性液体电介质,其分子离解度小,这些电介质在很纯净的情况下,其导电率很小。
四、固体电介质的电导
1 、固体电介质的电导分为离子电导和电子电导两部分。离子电导在很大程度上取决于电介质中所含的杂质离子,特别是对于中性及弱极性电介质,杂质离子起主要作用。
2 、固体电介质的表面电导主要取决于其表面吸附导电杂质如水分和污染物的能力及其分布状态,只要电介指表面出现很薄的吸附杂质,表面电导就比体积电导大很多。
3 、极性电介质的表面与水分子之间附着力远大于水分子的内聚力,很容易吸附水分,而且吸附的水分湿润整个表面,形成连续水膜,这叫做亲水性性电介质,这种电介质表面电导很大,如云母、玻璃、纤维材料等;不含极性分子的电介质表面与水分子之间的附着力小于水分子的内聚力,不容易吸附水分,只在表面形成分散孤立的水珠,不构成连续的水膜,这叫做憎水性电介质,这种电介质表面电导小,如石蜡、聚苯乙烯等。能部分溶于水或胀大、表面粗糙或多孔的电介质更容易吸附水分和污染物,其表面电导也很大。
五、电介质的性能
1、电介质的电导率和电阻率
电介质的性能常用电导率或电阻率来表示,电导率和电阻率互为倒数。固体电介质除了通过电介质内部的电导电流外,还有沿电介质表面流过的电导电流。由电介质内部电导电流所决定的电阻称为体积电阻;由电介质表面电导电流所决定的电阻称为表面电阻。气体和液体电介质只有体积电阻。
2、电介质电导与温度的关系
在没有外加电场时,带电质点在电介质分子周围某平衡位置附近随分子做不规则的混乱的热运动,温度越高,带电质点热运动的动能越大,就更容易跳越原来的平衡位置,在电场作用下就更容易顺电场方向移动,因此温度越高,离子电导的电流越大,电介质的绝缘电阻越小。
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