Bibliothèque technique gratuite ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE matériaux isolants électriques. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / L'électricité pour les débutants Les matériaux isolants électriques, ou diélectriques, sont les matériaux utilisés pour assurer l'isolation, c'est-à-dire pour empêcher les fuites de courant électrique entre toutes les pièces conductrices soumises à des potentiels électriques différents. Les diélectriques ont une résistance électrique très élevée. En fonction de leur composition chimique, les diélectriques sont divisés en organiques et inorganiques. L’élément principal des molécules de tous les diélectriques organiques est le carbone. Il n'y a pas de carbone dans les diélectriques inorganiques. Les diélectriques inorganiques (mica, céramique, etc.) ont la plus grande résistance à la chaleur. Selon le mode de production, on distingue les diélectriques naturels (naturels) et synthétiques. Les diélectriques synthétiques peuvent être créés avec un ensemble donné de propriétés électriques et physico-chimiques, c'est pourquoi ils sont largement utilisés en génie électrique. Selon la structure des molécules, les diélectriques sont divisés en non polaires (neutres) et polaires. Les diélectriques neutres sont constitués d'atomes et de molécules électriquement neutres, qui ne possèdent pas de propriétés électriques avant d'être exposés à un champ électrique. Les diélectriques neutres sont : le polyéthylène, le fluoroplastique-4, etc. Parmi les neutres, on distingue les diélectriques cristallins ioniques (mica, quartz, etc.), dans lesquels chaque paire d'ions constitue une particule électriquement neutre. Les ions sont situés aux sites du réseau cristallin. Chaque ion est en mouvement thermique vibratoire près du centre d’équilibre – un nœud du réseau cristallin. Les diélectriques polaires ou dipolaires sont constitués de molécules dipolaires polaires. Ces derniers, du fait de l'asymétrie de leur structure, ont un moment électrique initial avant même l'influence de la force du champ électrique sur eux. Les diélectriques polaires comprennent la bakélite, le chlorure de polyvinyle, etc. Comparés aux diélectriques neutres, les diélectriques polaires ont des constantes diélectriques plus élevées, ainsi qu'une conductivité légèrement accrue. Selon leur état d'agrégation, les diélectriques sont gazeux, liquides et solides. Le plus grand est le groupe des diélectriques solides. Les propriétés électriques des matériaux isolants électriques sont évaluées à l’aide de grandeurs appelées caractéristiques électriques. Ceux-ci incluent : la résistivité volumique, la résistivité superficielle, la constante diélectrique, le coefficient de température de la constante diélectrique, la tangente de perte diélectrique et la rigidité diélectrique du matériau. La résistivité volumique spécifique est une valeur qui permet d'estimer la résistance électrique d'un matériau lorsqu'un courant continu le traverse. L’inverse de la résistivité volumique est appelée conductivité volumique. La résistance spécifique de surface est une valeur qui permet d'estimer la résistance électrique d'un matériau lorsqu'un courant continu circule sur sa surface entre les électrodes. L’inverse de la résistance spécifique de surface est appelé conductivité spécifique de surface. Le coefficient de température de résistivité électrique est une valeur qui détermine la variation de la résistivité d'un matériau avec une variation de sa température. Avec l'augmentation de la température, la résistance électrique de tous les diélectriques diminue ; par conséquent, leur coefficient de résistivité thermique a un signe négatif. La constante diélectrique est une valeur qui permet d'évaluer la capacité d'un matériau à créer une capacité électrique. La constante diélectrique relative est incluse dans la valeur de la constante diélectrique absolue. Le coefficient de température de constante diélectrique est une valeur qui permet d'évaluer la nature de l'évolution de la constante diélectrique, et donc de la capacité d'isolement, avec une évolution de la température. La tangente de perte diélectrique est une valeur qui détermine les pertes de puissance dans un diélectrique fonctionnant à une tension alternative. La rigidité électrique est une valeur qui permet d'évaluer la capacité d'un diélectrique à résister à la destruction par la tension électrique. La résistance mécanique des isolants électriques et autres matériaux est évaluée à l'aide des caractéristiques suivantes : résistance à la traction du matériau, allongement en traction, résistance à la compression du matériau, résistance à la flexion statique du matériau, résistance aux chocs spécifiques, résistance au fendage. Les caractéristiques physicochimiques des diélectriques comprennent : l'indice d'acide, la viscosité, l'absorption d'eau. L'indice d'acide est le nombre de milligrammes d'hydroxyde de potassium nécessaire pour neutraliser les acides libres contenus dans 1 g de diélectrique. L'indice d'acide est déterminé pour les diélectriques liquides, les composés et les vernis. Cette valeur permet d'estimer la quantité d'acides libres dans le diélectrique, et donc le degré de leur effet sur les matières organiques. La présence d'acides libres altère les propriétés d'isolation électrique des diélectriques. La viscosité, ou coefficient de frottement interne, permet d'évaluer la fluidité des liquides isolants électriques (huiles, vernis...). La viscosité peut être cinématique ou conditionnelle. L'absorption d'eau est la quantité d'eau absorbée par un diélectrique après qu'il ait été dans de l'eau distillée pendant 20 heures à une température de XNUMX°C et plus. La quantité d'eau absorbée indique la porosité du matériau et la présence de substances solubles dans l'eau. À mesure que cet indicateur augmente, les propriétés d'isolation électrique des diélectriques se détériorent. Les caractéristiques thermiques des diélectriques comprennent : le point de fusion, le point de ramollissement, le point de goutte, le point d'éclair des vapeurs, la résistance thermique des plastiques, la thermoélasticité (résistance thermique) des vernis, la résistance thermique, la résistance au gel, la résistance tropicale. Les matériaux d'isolation électrique en film à base de polymères sont largement utilisés en électrotechnique. Il s'agit notamment de films et de cassettes. Les films sont produits avec une épaisseur de 5 à 250 microns et des bandes de 0,2 à 3,0 mm. Les films et rubans à haute teneur en polymère se caractérisent par une grande flexibilité, une résistance mécanique et de bonnes propriétés d'isolation électrique. Les films de polystyrène sont produits avec une épaisseur de 20 à 100 microns et une largeur de 8 à 250 mm. L'épaisseur des films de polyéthylène est généralement de 30 à 200 microns et leur largeur de 230 à 1500 XNUMX mm. Les films en fluoroplastique-4 sont fabriqués avec une épaisseur de 5 à 40 microns et une largeur de 10 à 200 mm. Des films non orientés et orientés sont également produits à partir de ce matériau. Les films fluoroplastiques orientés possèdent les caractéristiques mécaniques et électriques les plus élevées. Les films de polyéthylène téréphtalate (lavsan) sont produits avec une épaisseur de 25 à 100 microns et une largeur de 50 à 650 mm. Les films PVC sont fabriqués à partir de plastique vinyle et de chlorure de polyvinyle plastifié. Les films plastiques vinyliques ont une plus grande résistance mécanique, mais moins de flexibilité. Les films plastiques vinyliques ont une épaisseur de 100 microns ou plus, et les films de chlorure de polyvinyle plastifié ont une épaisseur de 20 à 200 microns. Les films de triacétate de cellulose (triacétate) sont fabriqués non plastifiés (rigides), teints en bleu, légèrement plastifiés (incolores) et plastifiés (teints en bleu). Ces derniers disposent d’une flexibilité importante. Les films de triacétate sont produits dans des épaisseurs de 25, 40 et 70 microns et une largeur de 500 mm. Le carton film-électrique est un matériau isolant électrique flexible constitué d'un carton isolant recouvert sur une face d'un film Mylar. Le film-électrocarton sur film lavsan a une épaisseur de 0,27 et 0,32 mm. Il est produit en rouleaux de 500 mm de large. Le carton film-amiante est un matériau isolant électrique souple constitué d'un film Mylar de 50 microns d'épaisseur, recouvert sur ses deux faces d'un papier amiante de 0,12 mm d'épaisseur. Le carton film-amiante est produit en feuilles de 400 x 400 mm (pas moins) d'une épaisseur de 0,3 mm. Auteur : Smirnova L.N. En savoir plus sur divers matériels électriques Voir d'autres articles section L'électricité pour les débutants. Lire et écrire utile commentaires sur cet article. Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique : Cuir artificiel pour émulation tactile
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