Токи в объеме и на поверхности

March 4, 2015 by admin Комментировать »

В сухую погоду можно наблюдать множество электрических явлений. При расчесывании волос эбонитовым гребнем с гребня скачут искры. Стеклянная палочка, натертая шерстяной тряпкой, притягивает пушинки и обрывки бумаги. Но в сырую погоду всего этого не увидать. В сырую погоду сколько ни три стекло, смолу или янтарь, они не наэлектризуются.

В сырую погоду на поверхности предметов образуются тонкие пленки воды. Эти пленки обладают электропроводностью и по ним стекают заряды.

При исследовании изоляторов всегда надо различать проводимость объемную, которая определяется только самим материалом изолятора, и проводимость поверхностную, зависящую и от материала изолятора, и от среды, окружающей изолятор.

Изолирующие материалы, которые притягивают к се* бе влагу — гигроскопические или, как их еще называют, гидрофильные —обладают малым поверхностным сопротивлением во влажной атмосфере. К таким материалам относится, например, стекло. Смолы же как естественные, так и синтетические большей частью являются гидрофобными материалами. На их поверхности не так легко образуется пленка воды. Поэтому смолы обладают более высоким поверхностным сопротивлением. В сухой атмосфере или в вакууме высокие изоляционные свойства имеют и гидрофильные материалы.

Фарфоровые изоляторы для электротехнических установок всегда покрываются с поверхности стекловидной глазурью. Шероховатая поверхность фарфора легче загрязняется. Больше опасности, что на неглазурованном фарфоре образуется слой пыли, который затем пропитается водой и пропустит по поверхности изолятора большие токи утечки.

Но даже на глазурованных изоляторах на воздушных линиях передач оседает пыль. Она состоит из песка, известняка и различных органических частиц. Сильные дожди смывают эту пыль и изолятор восстанавливает свое высокое поверхностное электросопротивление. Но когда идут только слабые моросящие дожди или стоят сильные туманы, то слой пыли напитывается влагой и по проводящим мостикам проходят большие токи утечки. Когда линия подвешена на деревянных опорах, эти токи могут вызвать их загорание. В других случаях развивается разряд по поверхности изолятора, происходит перекрытие изолятора и закорачивание линии передачи.

Такие перекрытия загрязненных и увлажненных изоляторов чаще всею наблюдаются перед восходом солнца, когда выпадает сильная роса. В некоторых странах Западной Европы эти аварии так и называются «на восходе солнца». В Советском Союзе благодаря более высокой культуре эксплоатации эти аварии почти не наблюдаются.

1-       & Разные виды электрических сопротивлений

Часто проводится аналогия между электросопротивлением и механическим трением. Трение бывает разных видов и подчиняется разным законам. Разное бывает и электросопротивление.

Попробуем передвинуть тяжелый предмет, стоящий на ровной плоскости. Начнем толкать, скажем, шкаф или стол. Они не сдвинутся с места, пока приложенная сила не превзойдет некоторой минимальной величины.

Сила, прикладываемая к столу или шкафу, соответствует в электрической аналогии напряжению на проводнике, скорость движения предмета соответствует электрическому току. Отношение же силы к скорости и есть сопротивление.

Предмет, который стоит на сухой поверхности, стронется с места, лишь когда приложенная к нему сила превзойдет трение покоя. Подобным же образом ведут себя в электрической аналогии вещества с проводимостью, называемой ионной или электролитической. Чтобы ионы начали двигаться и вещество стало проводить электрический ток, приложенное напряжение должно быть не меньше определенной величины. При более низких напряжениях тока нет, сопротивление бесконечно.

Если тяжелый предмет стоит на смазанной маслом поверхности или, еще лучше, плавает на поверхности жидкости, то трение покоя незначительно. Скорость движения предмета в этом случае будет прямо пропорциональна приложенной силе. Иначе говоря, отношение силы к скорости, т. е. то, что называется сопротивлением, будет величиной постоянной (в некоторых пределах, понятно). В электрической аналогии подобным образом ведут себя многие металлические проводники, проводники с электронной проводимостью. У них нет порога, ниже которого напряжение уже не способно вызывать ток. Самое слабое напряжение, приложенное к этим проводникам, вызывает движение электронов. Ток в этих проводниках возрастает прямо пропорционально приложенному напряжению. Напряжение U, деленное на ток /, для разных значений Uni дает одно и то же постоян ное значение сопротивления :          Это соотношение названо законом Ома.

На графике (фиг. 2-2) зависимость тока от напряжения для таких проводников представляется прямой ли-

Фиг. 2-2. Зависимость тока от напряжения для разных видов электрических проводников.

а)                                                           Прямая линия—это проводник, точно соответствующий закону Ома.

б)                                                           У некоторых проводников с возрастанием силы тока увеличивается их нагрев и возрастает сопротивление. Таким свойством обладает железная проволока, помещенная в водороде. На значительном участке ее характеристики сила тока не возрастает с увеличением напряжения. Такие устройства употребляются для поддержания постоянства тока при колебаниях напряжения, они называются барретерами.

в)     В высоком вакууме электронный ток от накаленного катода к холодному аноду возрастает как напряжение в степени */·· А при некотором значении напряжения ток перестает возрастать, это —

ток насыщения и напряжение насыщения.

г)     В газовом разряде есть участок зависимости тока от напряжения, на котором напряжение падает с возрастанием тока. Проводники с такой характеристикой называются иногда проводниками с отрицательным сопротивлением.

д)   В неоновой лампе падение напряжения между электродами не изменяется при колебаниях силы тока в широких пределах. Эта лампа может применяться для стабилизации напряжения. Подобные специальные лампы называются стабиливольтами.нией. Легче всего делать электротехнические расчеты, когда проводники подчиняются закону Ома. Электрики очень широко применяют этот закон. Такую электротехнику называют линейной[4]. Но закон Ома — только частный случай среди множества других законов изменения тока в зависимости от напряжения. В общем случае зависимость силы тока от напряжения изображается на графике кривой линией. Большинство сопротивлений непостоянны, нелинейны. Их изучением занимается нелинейная электротехника.

Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты