Էլեկտրական բացակայության գազներ

Դիէլեկտրիկ նյութերը հիմնապես և ներկայացնում են հիմնական և քանակական էլեկտրական իզոլատորներ։ Համառոտ էլեկտրական դաշտի կիրառմամբ դիէլեկտրիկ գազները կարող են բևեռացվել։ Անվերջությունը, համարձակները, հեղուկները և գազները կարող են լինել դիէլեկտրիկ նյութեր։ Դիէլեկտրիկ գազը նաև կոչվում է իզոլատոր գազ։ Այն դիէլեկտրիկ նյութ է գազային վիճակում, որը կարող է խոնարհվել էլեկտրական փոխանցումից։ Չոր օդ, Սուլֆուր հեքսաֆլուորիդ (SF6) և այլն են գազային դիէլեկտրիկ նյութերի օրինակներ։
Գազային դիէլեկտրիկները իրականում ազատ են էլեկտրական լիցքավորված մասնիկներից։ Երբ գազին կիրառվում է պարագային էլեկտրական դաշտ, ազատ էլեկտրոններ կազմվում են։ Այս ազատ էլեկտրոնները էլեկտրական ճնշումի կողմից կատարվող ուժի ազդեցությամբ արագացվում են կաթոդից անոդին։

Երբ այս էլեկտրոնները ստանում են բավարար էներգիա այնպես, որ հարվածելով գազի ատոմների կամ մոլեկուլների էլեկտրոններին և այնուհետև էլեկտրոնները չեն ներկայացնում մոլեկուլների կողմից, էլեկտրոնների կոնցենտրացիան սկսում է ավելանալ ցուցչային կերպով։ Արդյունքում կոտրում է տեղի ունենում։ Որոշ գազներ, ինչպիսին է SF6, ուժեղ կապված են (էլեկտրոնները ուժեղ կապված են մոլեկուլին), որոշներ թույլ կապված են, օրինակ օξիգենը, և որոշները նույնիսկ չեն կապված, օրինակ N2։ Դիէլեկտրիկ գազների օրինակներ են Ամոնիա, Օդ, Բարակ դիոքսիդ, Սուլֆուր հեքսաֆլուորիդ (SF6), Բարակ մոնոքսիդ, Նիտրոգեն, Հիդրոգեն և այլն։ Դիէլեկտրիկ գազների մոտ կա նաև ջուր, որը կարող է փոփոխել դրանց հատկությունները լավ դիէլեկտրիկ լինելու համար։

Գազների կոտրումը

Իրականում դա էլեկտրական իզոլատոր գազների դիմադրության կորսացումն է։ Այս պատճառով կարող է տեղի ունենալ կիրառված էլեկտրական լարվածության ավելացման դեպքում, երբ այն գերազանցում է կոտրման լարվածությունը (դիէլեկտրիկ ուժը)։ Արդյունքում գազը սկսում է հոսանք անցնել։ Այսինքն, գազի փոքր տիրույթում կարող է տեղի ունենալ հոսանքի կարգավիճակի ավելացում։ Այս հոսանքի կարգավիճակի ավելացման տիրույթը կարող է մասնակի իոնացնել կարգավիճակի հարևան գազը և սկսել հոսանքի անցումը։ Այս երևույթը կարող է անցկացվել նաև ցածր ճնշման դեպքում (էլեկտրոստատիկ ներառույթում կամ ֆլուորեսցենտ լուսանցքներում)։

Պաշենի օրենքը մոտավորում է էլեկտրական կոտրման պատճառող լարվածությունը (V = f(pd))։ Այն հավասարում է, որը նկարագրում է կոտրման լարվածությունը որպես ճնշման և հեռավորության արտադրյալի ֆունկցիա։ Այս հավասարումով ստացվում է կոր, որը կոչվում է Պաշենի կոր։ Այս կորը ներկայացվում է օդի և արգոնի համար նկար 1-ում։
Այստեղ երբ ճնշումը կրճատվում է, կոտրման լարվածությունը նույնպես կրճատվում է և ապա աստիճանաբար ավելանում է նախկինից մեծ արժեք ստանալու համար։ Ստանդարտ ճնշման դեպքում կոտրման լարվածությունը կրճատվում է հեռավորության հետ մինչև որոշակի կետ։

Երբ հեռավորությունը կրճատվում է այդ կետից, կոտրման լարվածությունը սկսում է ավելանալ և գերազանցում է նախկին արժեքը։ Բարձր ճնշման և ավելացված հեռավորության պայմաններում կոտրման լարվածությունը մոտավորապես համաչափ է երկու արտադրյալին։ Այս համաչափությունը մոտավոր է, քանի որ էլեկտրոդների ազդեցությունները (էլեկտրոդների միկրոսկոպական անկարգությունը կարող է առաջացնել կոտրում)։ Դիէլեկտրիկ գազների կոտրման լարվածությունը մոտավորապես համաչափ է խտությանը։

Կոտրման մեխանիզմը

Կոտրման մեխանիզմը կախված է այն դիէլեկտրիկ գազների բնույթից և էլեկտրոդների բևեռային վիճակից, որոնց մեջ կոտրումը սկսվում է։ Եթե կոտրումը սկսվում է կաթոդից, ապա սկզբնական էլեկտրոնների աղբյուրը էլեկտրոդն է ինքնին։ Այնուհետև էլեկտրոնները արագացվում են, առաջանում է շատ էլեկտրոններ և այդ արդյունքում կոտրումը տեղի է ունենում։ Եթե կոտրումը սկսվում է անոդից, ապա սկզբնական էլեկտրոնների աղբյուրը գազն է ինքնին։ Օրինակ օդը և SF6 գազը։ Գազային ներկայացման մեջ փոքր սուր կետը կարող է նաև դարձնել գազային ներկայացման կոտրումը։ Այս պատճառով կարող է տեղի ունենալ քայլ առ քայլ կոտրման գործընթացը։ Կորոնայի կառուցվածքը (այսինքն կորոնայի հոսանքը) կարող է կապված լինել այս երևույթի հետ։ Այն իրականում կարճ էներգիայի ազատում է (հոսանքը) և այդ արդյունքում կառուցվում է թույլ իոնացված գազային կանալներ։ Երբ դաշտը չափազանց բարձր է, այդ կանալներից մեկը կարող է հոսանք անցնել։

Դիէլեկտրիկ գազների հատկությունները

Լավ գազային դիէլեկտրիկ նյութի պահանջվող հատկություններն են հետևյալը

• Մաքսիմալ դիէլեկտրիկ ուժ։

• Լավ ջերմային փոխանցում։

• Ոչ այրվող։

• Քիմիական անջատված համարձակների նկատմամբ։

• Նահանջություն։

• Ռազմաբանական ոչ բանական։

• Փոքր ջերմաստիճան կոնդենսացիայի համար։

• Բարձր ջերմային կայունություն։

• Տեղեկատու արժեքով հասանելի է։

Դիէլեկտրիկ գազների կիրառումը

Այն կիրառվում է Տրանսֆորմատորներում, Ռադարի ալիքահողերում, Սարքավորումների կոտրիչներում, Սարքավորումներում, Բարձր լարվածության սարքավորումներում, Ընկալիչներում։ Նրանք ընդհանուր առմամբ կիրառվում են բարձր լարվածության համակարգերում։

Հայտարարություն՝ Հիմնական հոդվածը պահպանել, լավ հոդվածները արժե կիսվել, եթե կա իրավապարական հարց կապվեք հեռացնելու համար։