Теория электротехники

Волокнистые электроизоляционные материалы (диэлектрики) представляют собой обширный класс материалов, структурную основу которых составляют волокна — частицы с высоким коэффициентом удлинения (отношение длины к диаметру \( L/D \gg 1 \)). Исторически это одни из первых материалов, позволивших человечеству освоить электрическую энергию. Еще на заре электротехники в XIX веке пропитанная бумага и хлопчатобумажные ткани стали фундаментом для … Читать далее

Электроизоляционные материалы являются фундаментом надежности любой энергетической системы. Среди них особую роль играют твердые полимеры, которые за последние 100 лет совершили настоящую революцию, вытеснив традиционные бумажно-масляные и керамические изоляторы во многих областях техники. Что же такое полимеры в контексте диэлектриков? Это класс материалов, обеспечивающих формирование потенциального барьера, препятствующего протеканию электрического тока, обладающих уникальным сочетанием механической … Читать далее

Данный материал представляет собой фундаментальное описание поведения электроизоляционных материалов под воздействием факторов окружающей среды (влаги) и тепловых нагрузок. Исторически изучение диэлектриков началось еще с опытов Фарадея и Максвелла в XIX веке, однако именно инженерные задачи XX века — создание мощных трансформаторов и высоковольтных линий — потребовали глубокого понимания того, как вода и тепло разрушают изоляцию. … Читать далее

Электрический пробой — это критическое изменение состояния вещества, при котором диэлектрик (изолятор) под воздействием сильного электрического поля теряет свои исключительные изолирующие свойства и становится проводником. В этот момент через материал начинает протекать ток высокой плотности, что часто приводит к необратимым разрушениям структуры. Краткая история. Изучение пробоя началось с первых экспериментов с электричеством в XVIII веке. … Читать далее

Диэлектрические потери — это часть энергии электрического поля, которая необратимо рассеивается в изоляционном материале (диэлектрике), преобразуясь в тепло. Это фундаментальное паразитное явление в электротехнике, определяющее качество изоляции, срок службы оборудования и предельные параметры линий электропередач. Простыми словами, это та цена, которую мы платим природе за несовершенство материалов при работе с электричеством. Представьте, что вы толкаете … Читать далее

Электропроводность диэлектриков — это физическое свойство электроизоляционных материалов пропускать электрический ток под воздействием внешнего электрического поля. В отличие от проводников, где ток создается огромным количеством свободных носителей заряда, в диэлектриках этот процесс обусловлен малым числом ионов, свободных электронов и явлениями поляризации. Историческая справка. Фундаментальные исследования диэлектриков начались в XIX веке. Майкл Фарадей ввел сам термин … Читать далее

Поляризация диэлектриков — это фундаментальный физический процесс ограниченного смещения связанных зарядов (электронов, ионов) или ориентации электрических диполей внутри материала под воздействием внешнего электрического поля. Результатом этого процесса является возникновение макроскопического собственного электрического поля диэлектрика, направленного против внешнего поля. Историческая справка: Первые представления о поляризации были введены Майклом Фарадеем в 1837 году. Именно он предложил термин … Читать далее

Что заставляет медь проводить ток, стекло — изолировать его, а кремний — переключаться между этими состояниями? Ответ лежит глубоко в структуре материи, на уровне, где классическая ньютоновская физика перестает работать, уступая место законам квантовой механики. Данный материал представляет собой всеобъемлющее руководство по зонной теории твердого тела — фундаментальной концепции, лежащей в основе всей современной электроники, … Читать далее