13.1. Определение, классификация и назначение диэлектрических материалов в устройствах РЭС. Пассивные и активные диэлектрики. Основные процессы в диэлектриках, работающих в постоянном и переменном электрическом поле. Природа электропроводности диэлектриков на постоянном напряжении. Удельное объемное сопротивление диэлектрика. Удельное поверхностное сопротивление. Расчетные формулы, размерности и единицы измерения объемного и поверхностного удельных сопротивлений и объемной и поверхностной удельной проводимости. Полная утечка через образец диэлектрика и через участок электрической изоляции. Зависимости удельных сопротивлений диэлектриков от температуры, влажности, напряжений и времени выдержки под напряжением.

13.2. Поляризация диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость, абсолютная диэлектрическая проницаемость, электрическая постоянная; их размерность и единицы измерения. Основные виды поляризации: электронная, ионная, дипольная, миграционная, спонтанная, их особенности. Деление диэлектриков на неполярные и полярные.

13.3. Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры, частоты приложенного напряжения, влажности для различных типов диэлектриков. Эффективная диэлектрическая проницаемость сложных диэлектриков. Распределение напряженности электрического поля в слоистых диэлектриках при работе в постоянном и переменном напряжении.

13.4. Диэлектрические потери на постоянном и переменном напряжении. Векторные диаграммы токов и напряжений при работе диэлектрика на переменном напряжении. Основные формулы для полных и удельных диэлектрических потерь; угол диэлектрических потерь, добротность, коэффициент диэлектрических потерь. Физическая сущность различных видов диэлектрических потерь: потери от электропроводности, релаксационные, ионизационные. Зависимость угла потерь от температуры, влажности, частоты и величины приложенного напряжения. Методы измерения диэлектрической проницаемости и угла диэлектрических потерь.

13.5. Пробой диэлектриков. Пробивное напряжение и электрическая прочность. Важнейшие физические процессы в диэлектриках при тепловом, чисто электрическом, электрохимическом и ионизационном механизме пробоя. Влияние на электрическую прочность диэлектрика вида приложенного напряжения: постоянного, переменного, импульсного. Зависимость пробивного напряжения и электрической прочности от толщины образца, формы, размеров и материала электродов, времени выдержки под напряжением, температуры, влажности. Основные методы расчета пробивного напряжения при тепловом пробое диэлектриков. Пробой слоистых диэлектриков. Методы испытания диэлектриков на пробой.

13.6. Нелинейные диэлектрики и их особенности. Сегнетоэлектрики и их характерные свойства. Пьезоэлектрики: прямой и обратный пьезоэффект. Электреты. Применение сегнетоэлектриков, пьезоэлектриков и электретов как активных диэлектриков в РЭС. Электрооптические и акустооптические эффекты в диэлектриках.

Методические указания

Необходимо уяснить физический смысл и практическую значимость таких свойств диэлектриков, как удельное сопротивление (объемное и поверхностное), диэлектрическая проницаемость, угол диэлектрических потерь и электрическая прочность. Надо знать размерность, единицы измерения и формулы, связывающие эти величины с геометрическими размерами и электрическими параметрами изделия (полные и удельные электрические потери, добротность, пробивное напряжение изоляции). Необходимо уяснить зависимость этих параметров от различных факторов внешней среды и электрической нагрузки. Следует различать электрический и электротепловой пробой диэлектриков. Надо обратить внимание на общие физико-механические, химические и радиационные свойства диэлектриков.

Литература: [1, 9, 17].