Docstoc

giao trinh vat lieu dien

Document Sample
giao trinh vat lieu dien Powered By Docstoc
					Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                               http://www.ebook.edu.vn
                                   L I NÓI           U
       Trong b t kỳ m t ngành s n xu t nào thì nguyên v t li u gi m t vai trò
vô cùng quan tr ng, nh t là        i v i s phát tri n v i t c    chóng m t c a khoa
h c k thu t thì nó òi h i ph i có nh ng v t li u m i            áp ng ư c nhu c u
ph c v cho s phát tri n.

            c bi t   i v i ngành k thu t i n thì v t li u l i gi m t vai trò quy t
  nh       n s phát tri n c a ngành. Vì n u không có v t li u cách i n, v t li u
d n t ... thì không th ch t o m t lo i thi t b       i n nào dù là ơn gi n nh t.

       V i m t vai trò quan tr ng như v y và xu t phát t yêu c u, k ho ch ào
t o, chương trình môn h c c a Trư ng Cao             ng Ngo i ng - Công ngh Vi t
Nh t. Chúng tôi ã biên so n cu n giáo trình V t li u i n g m 6 chương v i
nh ng n i dung cơ b n sau:
       -     Nh ng lý thuy t cơ b n c a v t li u i n.
       -     Nguyên nhân các hi n tư ng v t lý x y ra trong v t li u i n.
       -     Phân lo i v t li u i n.
       -     Nh ng     c tính ch y u c a v t li u i n.

       Giáo trình V t li u i n ư c biên so n ph c v cho công tác gi ng d y
c a giáo viên và là tài li u h c t p c a h c sinh.
       Do chuyên môn và th i gian có h n nên không tránh kh i nh ng thi u sót,
v y r t mong nh n ư c ý ki n óng góp c a              ng nghi p và b n oc          cu n
sách       t ch t lư ng cao hơn.


                                                                 TÁC GI




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                             3
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                            http://www.ebook.edu.vn


      Ch−¬ng I: Sù ph©n cùc ®iÖn m«i
I. cÊu t¹o vËt chÊt
       VËt chÊt ®−îc cÊu t¹o tõ c¸c h¹t c¬ b¶n: Proton, Notron v ®iÖn tö. Proton
mang ®iÖn tÝch d−¬ng, ®iÖn tö mang ®iÖn tÝch ©m cßn Notron kh«ng mang ®iÖn
tÝch.
       H¹t nh©n nguyªn tö cÊu t¹o bëi Proton v Notron, c¸c ®iÖn tö lÊp ®Çt líp
vá nguyªn tö l m c©n b»ng ®iÖn tÝch d−¬ng cña h¹t nh©n.
       Trong nguyªn tö, ®iÖn tö chØ cã thÓ chuyÓn ®éng trªn nh÷ng quü ®¹o x¸c
®Þnh, khi quay trªn quü ®¹o ®ã n¨ng l−îng ®−îc b¶o to n. Mçi quü ®¹o øng víi
mét møc n¨ng l−îng. Quü ®¹o gÇn h¹t nh©n øng víi møc n¨ng l−îng thÊp, quü
®¹o xa h¹t nh©n øng víi møc n¨ng l−¬ng cao h¬n.
       Khi ®iÖn tö chuyÓn tõ quü ®¹o n y sang quü ®¹o kh¸c th× hÊp thô hay gi¶i
phãng n¨ng l−îng. C¸c nguyªn tö liªn kÕt víi nhau t¹o th nh ph©n tö. Nguyªn tö
mÊt mét ®iÖn tö trë th nh ion d−¬ng. nguyªn tö nhËn ®−îc thªm mét ®iÖn tö sÏ
trë th nh ion ©m. c¸c chÊt láng, r¾n, khÝ cã thÓ ®−îc cÊu t¹o tõ nguyªn tö hay
ph©n tö hay ion.

1. C¸c d¹ng liªn kÕt vËt chÊt.
       a) Liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ
       L sù liªn kÕt cña mét sè nguyªn tö th nh ph©n tö nhë c¸c ®iÖn tö gãp
chung.
       VÝ dô: O2, H2, Cl2 sù liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ l m cho líp ®iÖn tö ë ngo i cïng
®−îc lÊp ®Çy, nªn rÊt v÷ng ch¾c, nã khã cã thÓ mÊt hoÆc nh©n thªm ®iÖn tö. VËy
c¸c chÊt cã cÊu t¹o theo kiÓu liªn kÕt n y thuéc lo¹i vËt liÖu c¸ch ®iÖn tèt.
       Trong liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ ®−îc chia ra l m hai phÇn:
       - Liªn kÕt trung tÝnh: L liªn kÕt ®ång ho¸ rÞ cã t©m cña c¸c ®iÖ tÝch d−¬ng
trïng víi t©m ®iÖn tÝch ©m.
       VÝ dô: LÊy cÊu tróc cña ph©n tö Cl l m vÝ dô: Ph©n tö n y gåm hai nguyªn
  tö Cl.

                     Cl    +   Cl     =     Cl Cl      =    Cl    Cl


      Ph©n tö Cl cã hai ®iÖn tö gãp chung nh− vËy nguyªn tö Cl sÏ cã thªm mét
 ®iÖn tö ë líp ngo i, tæng cã 8 ®iÖn tö líp ngo i nªn rÊt bÒn v÷ng.

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                         4
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                        http://www.ebook.edu.vn
      - Liªn kÕt cùc tÝnh (l−ìng tÝnh): L liªn kÕt khi cã t©m ®iÖn tÝch d−¬ng
c¸ch t©m ®iÖn tÝch ©m mét kho¶ng l a n o ®ã.
      VÝ dô: HCl (Axit Clohy®ric).

                   H    +     Cl     =    H    Cl


       b) Liªn kÕt ion
       L liªn kÕt do lùc hót gi÷a c¸c ion d−¬ng v c¸c ion © víi nhau, lo¹i liªn
kÐt n y cã søc bÒn ch¶y cao v c¬ giíi cao.
       VÝ dô:        NaCl = Na+ + Cl-
       c) Liªn kÕt Van - ®ec – van.
       Lo¹i liªn kÕt n y th−êng gÆp ë lo¹i vËt liÖu cã m¹ng tinh thÓ kh«ng v÷ng
ch¾c, cã nhiÖt ®é nãng ch¶y thÊp nh− Parafin.

2. ThuyÕt miÒn n¨ng l−îng
              1. MiÒn ®Çy                      2                2               2

              2. MiÒn dÉn (rçng)                                3               3

              3. MiÒn cÊm
                                               1                1               1



       TÊt c¶ c¸c vËt thÓ tuú theo tÝnh chÊt dÉn ®iÖn cña nã cã thÓ n»m trong
nhãm vËt dÉn, b¸n dÉn hoÆc ®iÖn m«i. Sù kh¸c nhau gi÷a c¸c nhãm ®−îc biÓu thÞ
b»ng ®å thÞ n¨ng l−îng theo lý thuyÕt cña c¸c miÒn n¨ng l−îng cña vËt r¾n.
       - MiÒn ®Çy: Cã nhiÒu ®iÖn tö, sù liªn kÕt gi÷a ®iÖn tö v h¹t nh©n l bÒn
v÷ng, t−¬ng øng víi nguyªn tö tr¹ng th¸i kh«ng bÞ kÝch thÝch.
       - MiÒn dÉn: Cã nhiÒu ®iÖn tö tù do, c¸c ®iÖn tö liªn kÕt yÕu víi h¹t nh©n,
nã dÔ bÞ chuyÓn ®éng d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng (t−¬ng øng víi nguyªn tö bÞ
kÝch thÝch).
       - MiÒn cÊm: §iÖn tö tù do kh«ng cã ë miÒn n y.
       a) VËt dÉn
       Cã miÒn ®Çy n»m s¸t víi miÒn dÉn do ®ã ®iÖn tö trong kim lo¹i ®−îc tù
do, nã cã thÓ chuyÓn ®éng tõ miÒn ®Çy sang miÒn dÉn d−íi t¸c dông cña c−êng
®é ®iÖn tr−êng (E) yÕu ®Æt v o vËt dÉn.
       b) B¸n dÉn


Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       5
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                       http://www.ebook.edu.vn
      Cã miÒn cÊm hÑp, vïng n y cã thÓ kh¾c phôc ®−îc nhê t¸c dông cña n¨ng
l−¬ng tõ bªn ngo i v o c¸c ®iÖn tö ë vïng ®Çy cã thÓ chuyÓn ®éng sang vïng
dÉn ®−îc do vËy vËt dÉn cã thÓ dÉn ®iÖn.
      c) §iÖn m«i
      Cã miÒn cÊm lín, c¸c ®iÖn tö khã cã thÓ chuyÓn ®éng tõ miÒn ®Çy sang
miÒn dÉn ®−îc. Do ®ã ®iÖn m«i muèn trë th nh vËt dÉn ph¶i cã tõ tr−êng E
m¹nh ë ngo i t¸c dông v o.

II. sù ph©n cùc cña ®iÖn m«i
       §iÖn m«i l tÊt c¶ c¸c vËt liÖu c¸ch ®iÖn, nã tån t¹i ë c¸c tr¹ng th¸i: KhÝ,
láng, r¾n. Mét hiÖn t−îng c¬ b¶n ph¸t sinh trong m«i chÊt khi ®Æt v o nã trong
®iÖn tr−êng ®ã l hiÖn t−îng ph©n cùc.
       Sù ph©n cùc cña ®iÖn m«i l sù chuyÓn dÞch cã h−íng v cã giíi h¹n cña
c¸c ®iÖn tÝch hoÆc sù ®Þnh h−íng tõng phÇn cña c¸c ph©n tö l−ìng cùc.
       C¸c ®¹i l−îng ph©n cùc l :
             p( γ ) :     §iÖn trë suÊt, ®iÖn dÉn suÊt
             ε     :       H»ng sè ®iÖn m«i
             δ (hoÆc tg δ )     : Gãc tæn hao ®iÖn m«i
             Ect   :       C−êng ®é ®iÖn tr−êng chäc thñng

1. HiÖn t−îng ph©n cùc
      a) Ph©n tö trung tÝnh
           Bình thư ng              Khi có i n trư ng tác d ng

                                           ----------




                                           +++++++




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                        6
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn
      b) Phân t c c tính (lư ng c c)
              Bình thư ng                   Khi có i n trư ng tác d ng
                                             + + + + + + +




                                                  +




                                                                +
          -




                            +
               +




                        -
                                                   -            -
                    -




                                                         +
                    +
                                                          -

                                              + + + + + + +

       D−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng, c¸c ®iÖn tÝch liªn kÕt cña ®iÖn m«i bÞ xoay
theo h−íng cña lùc t¸c dông v o nã, c−êng ®é ®iÖn tr−êng c ng m¹nh, ®iÖn tÝch
chuyÓn h−íng c ng m¹nh. §iÖn tÝch d−¬ng chuyÓn dÞch theo h−íng chuyÓn dÞch
cña ®iÖn tr−êng t¸c dông, cßn ®iÖn tÝch ©m th× chuyÓn dÞch theo h−íng ng−îc lai.
Khi kh«ng cßn ®iÖn tr−êng t¸c dông n÷a th× c¸c ®iÖn tÝch l¹i quay trë vÒ tr¹ng
th¸i ban ®Çu.
       Trong ®iÖn m«i l−ìng cùc t¸c dông cña ®iÖn tr−êng g©y nªn sù ®Þnh h−íng
t−¬ng øng c¸c phÇn tö l−ìng cùc kÕt qu¶ l trªn bÒ mÆt cña ®iÖn m«i h×nh th nh
nh÷ng líp ®iÖn tÝch tr¸i dÊu nhau, ë mÆt h−íng vÒ ®iÖn cùc d−¬ng xuÊt hiÖn líp
®iÖn tÝch ©m, cßn ë mÆt h−íng vÒ ®iÖn tÝch ©m th× xuÊt hiÖn líp ®iÖn tÝch d−¬ng
lóc n y sù ph©n cùc ® xong. Khi ®iÖn m«i ®ã l mét tô ®iÖn ®−îc tÝch ®iÖn.

2. HÖ sè ®iÖn m«i (ε)
                   ε
       ý nghÜa cña ®iÖn m«i: L mét ®¹i l−îng ®¸nh gi¸ sù ph©n cùc m¹nh hay
yÐu cña chÊt ®iÖn m«i.
       XÐt ®iÖn m«i bÊt kú cã g¾n c¸c ®iÖn cùc ®−îc c¾m v o m¹ch ®iÖn ®Òu cã
thÓ xem nh− l mét tô ®iÖn cã ®iÖn dung x¸c ®Þn nh− ta biÕt, ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn
sÏ l :
                                 Q = C.U           (1.1)
       Trong ®ã: C l ®iÖn dung cña tô
                    U l ®iÖn ¸p ®Æt v o tô ®iÖn.
       §iÖn tÝch Q ë trÞ sè ®iÖn ¸p cho tr−íc gåm hai th nh phÇn:
                                 Q = Q0 + Q’       (1.2)
       Q0 L th nh phÇn cã ë ®iÖn cùc nÕu nh− gi÷a c¸c cùc l ch©n kh«ng
       Q’ L th nh phÇn t¹o nªn bëi sù ph©n cùc ®iÖn m«i gi÷a c¸c ®iÖn cùc
Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       7
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn
      Mét trong nh÷ng ®Æc tÝnh quan träng nhÊt c¶u ®iÖn m«i cs ý nghÜa ®Æc biÖt
®èi víi kü thuËt l h»ng sè ®iÖn m«i t−¬ng ®èi. §¹i l−îng n y l tû sè gi÷a ®iÖn
tÝch Q cña tô ®iÖn chÕ t¹o tõ lo¹i ®iÖn m«i Êy khi ®iÖn ¸p ®Æt v o cã mét gi¸ trÞ
n o ®ã víi Q0 l ®iÖn tÝch cña tô cïng kÝch th−¬c ®Æt d−íi ®iÖn ¸p cïng trÞ sè
nh−ng gi÷a c¸c ®iÖn cùc l ch©n kh«ng.
                              Q   Q Q'+ Q 0 Q'
                         ε=     =   =      =    +1       (1.3)
                              Q0 Q0   Q0     Q0
      Tõ biÓu thøc (1.3) ta sÏ suy ra ®−îc h»ng sè ®iÖn m«i t−¬ng ®èi cña bÊt kú
chÊt n o còng lín h¬n 1 v chØ b»ng 1 khi ®iÖn m«i l ch©n kh«ng.
      CÇn chó ý r»ng gi¸ tÞ h»ng sè ®iÖn m«i cña ch©n kh«ng phô thuéc v o hÖ
sè ®¬n vÞ. Trong hÖ CGDE nã b»ng 1 cßn trong hÖ SI nã b»ng:
                                            1
                                    ε=           (F )
                                         36π6π. 9 m
      Gi¸ trÞ h»ng sè ®iÖn m«i t−¬ng ®èi cña mét chÊt bÊt kú kh«ng phô thuéc
v o viÖc lùa chän hÖ ®¬n vÞ.
      Trong nh÷ng phÇn tiÕp theo chÝnh ®¹i l−îng h»ng sè ®iÖn méi n y dïng ®Ó
®Æc tr−ng cho chÊt l−îng cña ®iÖn m«i, nh−ng ®Ó ng¾n gän ta bá bít ch÷ “t−¬ng
®èi”.
      Nh− vËy quan hÖ 1.1 cã thÓ biÓu diÔn d−íi d¹ng ph−¬ng tr×nh:
                        Q = Q0ε = C.U = C0.U.ε         (1.4)
      Trong ®ã:    C0: §iÖn dung cña tô ®iÖn ®ã khi gi÷a c¸c ®iÖn cùc l ch©n
kh«ng. Tõ (1.4) râ r ng h»ng sè ®iÖn m«i cña ε cña mét chÊt n o ®ã cã thÓ ®−îc
x¸c ®Þnh b»ng tû sè gi÷a ®iÖn dung cña tô ®iÖn cã ®iÖn m«i l chÊt ®ã víi ®iÖn
dung cña tô ®iÖn cïng kÝch th−íc nh−ng méi l ch©n kh«ng.
                                               C
                                          ε=
                                               C0
      VËy ta ®Þnh nghÜa: H»ng sè ®iÖn m«i cña mét chÊt ®iÖn m«i n o ®ã ®−îc
x¸c ®Þnh b»ng tû sè gi÷a ®iÖn dung cña tô ®iÖn cã ®iÖn m«i l m b»ng chÊt ®ã v
®iÖn dung cña tô ®iÖn cã cïng kÝch th−íc nh−ng ®iÖn m«i l ch©n kh«ng.

III. C¸c d¹ng ph©n cùc cña ®iÖn m«i
      Dùa trªn nguyªn t¾c vÒ th nh phÇn, ®Æc ®iÓm hoÆc thêi gian cña sù ph©n
cùc ng−êi ta chia ph©n cùc ra c¸c d¹ng sau:

1. Theo c¸c lo¹i phÇn tö tÝch ®iÖn tham gia v o qu¸ tr×nh ph©n cùc.
      a) Ph©n cùc ®iÖn tö

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       8
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                         http://www.ebook.edu.vn
      L d¹ng ph©n cùc do sù xª dÞch cã giíi h¹n cña c¸c quü ®¹o chuyÓn ®éng
cña c¸ ®iÖn tö d−íi d¹ng cña ®iÖn tr−êng bªn ngo i. Ph©n cùc ®iÖn tö x¶y ra ë tÊt
c¶ c¸c nguyªn tö, ph©n tö, ion. §Æc ®iÓm cña d¹ng ph©n cùc n y nã cã thêi gian
æn ®Þnh ph©n cùc v« cïng ng¾n 10-14 ÷ 10-13s.
      b) Ph©n cùc ion
      L d¹ng ph©n cùc g©y nªn bëi sù xª dÞch cña c¸c ion liªn kÕt cña c¸c chÊt
®iÖn m«i d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng ngo i thêi gian æn ®Þnh ph©n cùc 10-13 ÷
10-12s.
        c)Ph©n cùc l−ìng cùc
        L d¹ng ph©n cùc g©y nªn bëi sù ®Þnh h−íng c¸c ph©n tö cã cù tÝnh d−íi
t¸c dông cña ®iÖn tr−êng ngo i.
        d) Ph©n cùc kÕt cÊu
        L lo¹i ph©n cùc x¶y ra trong c¸c lo¹i ®iÖn m«i r¾n cã kÕt cÊu kh«ng ®ång
nh©t. Trong gianh giíi gi÷a hai m«i tr−êng kh¸c nhau cña chÊt ®iÖn m«i sÏ tÝch
luü mét l−îng ®iÖn tÝch g©y ra sù ph©n cùc, qu¸ tr×nh n y kÐo d i h ng phót ®Õn
h ng giê.
        e) Ph©n cùc tù ph¸t
        L d¹ng ph©n cùc cña c¸c ®iÖn m«i Xec – nhet. Nã cã ®Æc ®iÓm l tù ph©n
cùc khi E ngo i b»ng 0.
       D−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng ngo i dÉn tíi ph©n cùc rÊt m¹nh, ε cao cã
tiªu tÇn n¨ng l−îng.

2. Theo c¸c d¹ng t¸c dông cã c¸c d¹ng sau:
       a) Ph©n cùc ® n håi
       L d¹ng ph©n cùc x¶y ra do biÕn d¹ng ® n h«i cña c¸c ph©n tö. Ph©n cùc
®iÖn tö v ph©n cùc ion l c¸c ph©n cùc ® n håi.
       b) Ph©n cùc nhiÖt
       L d¹ng ph©n cùc m ®iÖn m«i cã m«men c¶m øng d−íi t¸c dông cña bªn
ngo i do sù ph©n bè kh«ng ®èi xøng cña c¸c ®iÖn tÝch khi chóng ë tr¹ng th¸i
chuyÓn ®éng nhiÖt.

3. Theo vËn tèc ph©n cùc
       Chia ra c¸c d¹ng sau:
       a) Ph©n cùc nhanh: Gåm c¸c ph©n cùc ®iÖn tö, ion (kh«ng to¶ nhiÖt)
       b) Ph©n cùc chËm: Nh− ph©n cùc kÕt cÊu, thêi gian x¶y ra ph©n cùc kÐo
d i (cã sù tæn thÊt n¨ng l−îng).

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       9
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                           http://www.ebook.edu.vn
4. S¬ ®å ®¼ng trÞ cña ®iÖn m«i
      Sù ph©n cùc cña ®iÖn m«i cã thÓ x¶y ra nhiÒu lo¹i ph©n cùc trong ®iÖn m«i
®ã hoÆc cã lo¹iu ®iÖn m«i chØ ph©n cùc ë lo¹i n y hoÆc lo¹i kh¸c. ®Ó biÓu thÞ c¸c
lo¹i ph©n cùc cña ®iÖn m«i ta dïng s¬ ®å ®¼ng trÞ.



                                Rlcc     Ric    Rcc     Rkc     Rtp
                                                                              Rcd
           U Q0     Qc    Qi    Qlcc     Qic    Qcc     Qkc     Qtp

             C0     Cc    Ci    Clcc     Cic    Ccc     Ckc     Ctp

      Trong ®ã:
      - Nh¸nh Q0 v C0 ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc ch©n kh«ng.
      - Nh¸nh Qc v Cc ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc ®iÖn tö.
      - Nh¸nh Qi v Ci ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc ion d−íi t¸c dông cña ®iÖn
tr−êng (E) c¸c ion cña ®iÖn m«i sÏ chuyÓn dÞch.
      - Nh¸nh Qlcc v Clcc ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc l−ìng cùc chËm d−íi t¸c
dông cña E c¸c ph©n tö l−ìng cùc sÏ xoay theo h−íng cña ®iÖn tr−êng. Do ®ã sù
ph©n cùc n y cã tiªu hao n¨ng l−îng nªn trong s¬ ®å ®iÖn dung C ®−îc nèi tiÕp
víi ®iÖn trë, ®iÖn trë R n y ®Æc tr−ng cho sù tiªu hao n¨ng l−îng cho sù ph©n
cùc g©y ra.
      - Nh¸nh Qic, Cic v Ric ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc ion chËm, lo¹i n y cã
c¸c ion liªn kÕt yÕu trong m¹ng tinh thÓ sÏ chuyÓn dÞch khi cã ®iÖn tr−êng t¸c
dông.
      - Nh¸nh Qic, Cic v Ric ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc chËm.
      - Nh¸nh Qkc, Ckc v Rkc ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc kÕt cÊu, lo¹i ph©n cùc
n y chØ x¶y ra ®èi víi c¸c lo¹i ®iÖn m«i r¾n cã kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt.
      - Nh¸nh Qtp, Ctp v Rtp ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc tù ph¸t, lo¹i n y x¶y ra
®èi víi c¸c lo¹i ®iÖn m«i r¾n cã kÕt cÊu ion gäi l ®iÖn m«i Xe – NhÝt. Sù ph©n
cùc tù ph¸t kÌm theo khuÕch t¸n n¨ng l−îng ®¸ng kÓ tøc l táa nhiÖt.
       -   Nh¸nh cã Rcd l ®iÖn trë c¸ch ®iÖn ®Æc tr−ng bëi dßng ®iÖn rß qua ®iÖn
m«i.




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                      10
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                               http://www.ebook.edu.vn

IV. hÖ sè ®iÖn m«i cña c¸c lo¹i m«i chÊt
1. H»ng sè ®iÖn m«i cña ®iÖn m«i khÝ
      C¸c chÊt khÝ cã ®Æc ®iÓm l mËt ®é rÊt bÐ, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ph©n tö
lín. Nhê ®ã sù ph©n cùc chÊt khÝ kh«ng ®¸ng kÓ v h»ng sè ®iÖn m«i cña chÊt
khÝ gÇn b»ng 1. Sù ph©n cùc cña chÊt khÝ cã thÓ l thuÇn tuý ®iÖn tö hoÆc l−ìng
cùc nÕu ph©n tö khÝ ®ã cã cùc tÝnh. Nh−ng ngay ®èi víi khÝ cã cùc tÝnh, sù ph©n
cùc ®iÖn tö vÉn cã ý nghÜa chñ yÕu.

2. H»ng sè ®iÖn m«i cña chÊt láng
       So víi m«i chÊt khÝ m«i chÊt láng cã kÕt cÊu phøc t¹p h¬n nhiÒu nªn qu¸
tr×nh ph©n cùc trong chÊt láng còng phøc t¹p h¬n, do ®ã ta cã thÓ ph©n l m hai
lo¹i moi chÊt láng sau:
       a) M«i chÊt láng trung tÝnh (DÇu M¸y biÕn ¸p, Benzen...)
      Trong m«i chÊt n y chñ yÕu xuÊt hÖn lo¹i ph©n cùc tøc thêi, trÞ sè ε≤ 2,5
      VÝ dô: DÇu M¸y biÕn ¸p ε = 2,2
            DÇu Benzen           ε = 2,48
      §èi víi chÊt láng trung tÝnh th× ε phô thuéc v o nhiÖt ®é (h×nh vÏ 4.1) cßn
tÇn sè l¹i kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn ε.
             ε                                     ε




           0                                       0
                           0             0
                         t s«i       t                                     f

                                         H×nh vÏ 4.1
      b) M«i chÊt láng cã cùc tÝnh
      M«i chÊt láng n y cã kÕt cÊu l nh÷ng ph©n tö kh«ng trung ho vÒ ®iÖn
hoÆc kÕt cÊu l−ìng cùc.
      VÝ dô: N−íc cÊt, dÇu thÇu dÇu, s¬n S«n v«...

                 Tªn gäi chÊt láng           ε ë t0 = 200C v f = 50Hz
                     ThÇu dÇu                            4,5
                      X« v«n                             5,0


      * XÐt quan hÖ cña ε víi nhiÖt ®é: ε = f(t)
Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                         11
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                            http://www.ebook.edu.vn
      - Khi nhiÖt dé t¨ng ®Õn t1 th× ε t¨ng nh−ng t¨ng chËm, tiÕp tôc t¨ng ®Õn
nhiÖt ®é t2 th× ε t¨ng nhanh
      - NÕu t¨ng nhiÖt ®é t0 > t02 th× ε gi¶m, nh− vËy ®−êng biÕn thiªn cã mét
®iÓm cùc ®¹i øng víi ®iÖn m«i láng ë tr¹ng th¸i vËt lý cùc tÝnh. Tr¹ng th¸i vËt lý
®ã l do sù céng h−ëng cña hai dao ®éng do nhiÖt v do ®iÖn tr−êng t¸c ®éng (do
c¶n trë cña nhiÖt ®é l m cho sù ph©n cùc khã kh¨n v× vËy khi t0 t¨ng sÏ l m cho
ε gi¶m).
      * XÐt quan hÖ cña ε víi tÇn sè: ε = f(ω) hoÆc ε = F(f)
      Ta thÊy ε gi¶m v× f thay ®æi tøc l khi f t¨ng th× sù xoay h−ín cña c¸ ph©n
tö l−ìng cùc c ng khã kh¨n. NÕu f t¨ng ®Õn gi¸ trÞ giíi h¹n n o ®ã th× sù ph©n
cùc trë lªn kh«ng ho n th nh v ε gi¶m.
              ε                                 ε
           εmax


                                                      εlc
                                                                  ε
             0                                 0
                     t01   t02       t0                                  f

3. H»ng sè ®iÖn m«i cña chÊt r¾n
      a) M«i chÊt r¾n cã kÕt cÊu ph©n tö trung tÝnh (Parafin, l−u huúnh..) v c¸c
m«i chÊt r¾n cã kÕt cÊu tinh thÓ chÆt chÏ (NaCl, Al2O3).
      Lo¹i m«i chÊt n y cã kÕt cÊu trung tÝnh v kÕt cÊu ion chÆt chÏ nªn chØ cã
ph©n cùc tøc thêi cña ®iÖn tö ion.
           Tªn gäi vËt liÖu HÖ sè khóc x¹           n2              ε
           Parafin                 1,43             2,06          1,9 ÷ 2,2
           Polistirol              1,55              3,4          2,4 ÷ 2,6
           L−u huúnh               1,92             3,60          3,6 ÷ 4,0
           Kim c−¬ng               2,40             5,76          5,6 ÷ 5,8

      * XÐt khi nhiÖt ®é t¨ng
      - Víi m«i chÊt cã kÕt cÊu ph©n tö trung tÝnh (vÝ dô: Parafin) ta thÊy trÞ sè ε
gi¶m do mËt ®é ph©n tö gi¶m ®Õn nhiÖt ®é nãng ch¶y cña m«i chÊt th× ε c ng
gi¶m xuèng m¹nh, v× mËt ®é ph©n tö løc ®ã cã sù gi¶m nh¶y vät (vÝ dô Parafin
cã nhiÖt ®é nãng ch¶y ë t0 = 500C).


Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                         12
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn
      - M«i chÊt cã kÕt cÊu ion chÆt chÏ. Khi nhiÖt ®é t¨ng th× kh¶ n¨ng cùc ho¸
t¨ng h¬n sù gi¶m cña mËt ®é ph©n tö do vËy m ε t¨ng.
      b) M«i chÊt r¾n cã kÕt cÊu tinh thÓ yÕu (tøc kÕt cÊu ion kh«ng chÆt chÏ)
      M«i chÊt cã kÕt cÊu cùc tÝnh (nh− vËt liÖu Xenlul«, cao su, cao ph©n tö....)
ngo i ph©n cùc tøc thêi cßn cã thÓ cã sù ph©n cùc chËm. Do ®ã quan hÖ phô
thuéc cña ε víi niÖt ®é v tÇn sè còng gièng nh− m«i chÊt láng cùc tÝnh.
      c) M«i chÊt r¾n cã kÕt cÊu phøc t¹p
      §©y l m«i chÊt th−êng gÆp trong thùc tÕ. KÕt cÊu cña nã gåm nhiÒu th nh
phÇn cã trÞ sè ε kh¸c nhau.
      TrÞ sè ε cña lo¹i m«i chÊt n y ®−îc x¸c ®Þnh gÇn ®óng nh− sau:
                                   εx = θ1εx1 + θ2εx2
      Trong ®ã: ε, ε1 v ε2 t−¬ng øng víi h»ng sè ®iÖn m«i cña hçn hîp v cña
c¸c th nh phÇn riªng
             θ1, θ2: Nång ®é theo thÓ tÝch cña c¸c th nh phÇn tho¶ m n biÓu thøc
             θ1+ θ2 = 1
             x: H»ng sè ®Æc tr−ng cho sù ph©n bè cña c¸c th nh phÇn v gi¸ trÞ
            tõ +1→-1.
      - Khi m¾c nèi tiÕp c¸c th nh phÇn x = -1 ta cã:
                                       1 θ1 θ 2
                                        = +
                                       ε ε1 ε 2
      - Khi m¾c song song c¸c th nh phÇn x = -1 biÓu thøc cã d¹ng:
                                    ε = θ1ε1 + θ2ε2




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       13
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn


Ch−¬ng II: TÝnh dÉn ®iÖn cña ®iÖn m«i
I. §Æc ®iÓm cña ®iÖn m«i trong ®iÖn tr−êng
      Khi c¸c ®iÖn m«i n»m trong ®iÖn tr−êng khi chÞu t¸c dông cña mét c−êng
®é ®iÖn tr−êng E, trong tr−êng hîp ®ång nhÊt th× E ®−îc x¸c ®Þnh:
                                              U
                                         E=
                                              h
      Trong ®ã:     E: §iÖn ¸p ®Æt lªn hai ®iÓm cùc
                    h: Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm cùc
        §iÖn m«i ®Æt d−íi ®iÖn tr−êng th× x¶y ra hiÖn t−îng c¬ b¶n ®ã l sù dÉn
®iÖn cña ®iÖn m«i v sù ph©n cùc cña ®iÖn m«i.
        §iÖn dÉn cña ®iÖn m«i ®−îc x¸c ®Þnh bëi sù chuyÓn ®éng cã h−íng cña
c¸c ®iÖn tÝch tù do tån t¹i trong ®iÖn m«i (c¸c ®iÖn tÝch tù do cã thÓ l ®iÖn tö
,ion hoÆc c¸c nhãm phÇn tö mang ®iÖn).
        D−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng: F = E.q      (N)
        Trong ®ã: q: §iÖn tÝch cña c¸c phÇn tö mang ®iÖn tù do. C¸c ®iÖn tÝch
(+) chuyÓn ®éng theo chiÒu cña E v ng−îc l¹i dÉn ®Õn trong ®iÖn m«i xuÊt hiÖn
mét dßng ®iÖn. TrÞ sè cña dßng ®iÖn phô thuéc v o mËt ®é c¸c ®iÖn tÝch tù do
trong ®iÖn m«i. Trong ®iÖn m«i tån t¹i rÊt Ýt c¸c ®iÖn tö tù do cßn l¹i l c¸c ®iÖn
tÝch cã liªn kÕt chÆt chÏ nªn d−íi t¸c dông cña lùc ®iÖn tr−êng chóng kh«ng thÓ
chuyÓn doäng xuyªn suèt ®iÖn m«i ®Ó t¹o th nh dßng ®iÖn m chØ cã thÓ xª dÞch
rÊt Ýt hoÆc xoay h−íng theo chiÒu cña ®iÖn tr−êng.
        Qu¸ tr×nh dÉn ®iÖn v ph©n cùc mét phÇn n¨ng l−îng bÞ tiªu hao v to¶ ra
d−¬Ý d¹ng nhiÖt n¨ng dÉn ®Õn ®iÖn m«i nãng lªn ®ã l sù tæn hao ®iÖn m«i l©u
d i dÉn ®Õn ®iÖn m«i bÞ l o ho¸.

II. Kh¸i niÖm chung vÒ ®iÖn dÉn cña ®iÖn m«i
       VÒ gi¸ trÞ dßng ®iÖn ch¹y qua ®iÖn m«i b»ng                  E
tæng ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng qua mét tiÕt diÖn vu«ng
gãc trong mét ®¬n vÞ diÖn tÝch thêi gian.
       XÐt mét m« h×nh ®iÖn m«i cã d¹ng h×nh trô cã                 S
tiÕt diÖn vu«ng gãc l S chiÒu d i bõng vËn tèc
                                                                 l=V
chuyÓn ®éng trung b×nh cña c¸c phÇn tö trong mét
thêi gian x¸c ®Þnh V chiÒu cña ®iÖn tr−êng trïng víi trôc h×nh trô.


Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       14
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                                http://www.ebook.edu.vn
       Gi¶ thiÕt diÖn tÝch chøa trong ®iÖn m«i l n v mçi phÇn tö cã ®iÖn tÝch l
q. D−íi t¸c dông cña E sau mét ®¬n vÞ thêi gian th× c¸c ®iÖn tÝch tù do chuyÓn
®éng qua hÕt tiÕt diÖn S. Tæng ®iÖn tÝch qua S b»ng tæng ®iÖn tÝch chøa trong thÓ
tÝch h×nh trô.
       Nh− vËy dßng qua ®iÖn m«i l :
                                  I = Q = q.n.v = q.n.s.V (A)       (1.2)
      HoÆc                      I = J.S      (J = q.n. V )
      Trong ®ã:    J l mËt ®é dßng ®iÖn A/m2. Tøc l tæng ®iÖn tÝch chuyÓn
                   ®éng qua mét ®¬n vÞ ®iÖn tÝch c¸c tiÕt diÖn vu«ng gãc trong
                   mét ®¬n vÞ thêi gian.
                   q: L ®iÖn l−îng cña ®iÖn tÝch
                   n: l mËt ®é cña ®iÖn tÝch
                   V : VËn tèc trung b×nh cña c¸c ®iÖn tÝch

1. §iÖn dÉn ®iÖn tö (dßng chuyÓn dÞch)
      Th nh phÇn mang ®iÖn tÝch l c¸c ®iÖn tö, lo¹i ®iÖn dÉn n y cã trong tÊt c¶
c¸c ®iÖn m«i. C¸c ®iÖn tö kh«ng ph¶i l nh÷ng h¹t ®¹i diÖn cho mét nguyªn tè
ho¸ häc n o c¶ nªn trong ®iÖn dÉn ®iÖn tö kh«ng x¶y ra sù chuyÓn rêi vËt chÊt v
kh«ng thay ®æi cña ®iÖn m«i.

2. §iÖn dÉn ion
      C¸c th nh phÇn mang ®iÖn l c¸c ion d−¬ng (+) v ion ©m (-), kh¸c víi
®iÖn tö c¸ ion mang ®Çy ®ñ tÝnh chÊt cña mét nguyªn tè ho¸ häcm nªn trong
®iÖn dÉn ion cã sù chuyÓn rêi vËt chÊt c¸c ion d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng dÉn
®Õn chuyÓn rêi vÒ hai ®iÖn cùc bÞ trung ho v tÝch luü dÉn trªn hai ®iÖn cùc,
gièng nh− qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n.

3. §iÖn dÉn di (dßng ®iÖn dß)
      §iÖn dÉn di l cßn gäi l ®iÖn dÉn Molion, th nh phÇn mang ®iÖn l c¸c
nhãm, c¸c phÇn tö tÝch ®iÖn, c¸c t¹p cÊt tån t¹i trong chÊt ®iÖn m«i.
       ë tr¹ng th¸i c©n b»ng trong chÊt ®iÖn m«i cã sù trao ®æi liªn tôc gi÷a ®iÖn
tÝch cña ®iÖn m«i v ®iÖn tÝch cña nguån dÉn ®Õn dßng ®iÖn qua ®iÖn m«i l
kh«ng thay ®æi v ®iÖn dÉn cña ®iÖn m«i còng kh«ng ®«i rheo thêi gian. §ã l
tr¹ng th¸i b¶o to n ®iÖn tÝch cña ®iÖn m«i.




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       15
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn

III. ®iÖn dÉn cña c¸c ®iÖn m«i khÝ
       Trong c¸c chÊt khÝ mËt ®é ph©n rö rÊt nhá kho¶ng c¸ch gi÷a chóng l¹i lín
cho nªn lùc t−¬ng t¸c gi÷a chóng rÊt nhá trong chÊt khÝ lu«n tån t¹i mét sè Ýt c¸c
®iÖn tÝch tù do, chóng l kÕt qu¶ qu¸ tr×nh ion ho¸.
       MÆc dï trong qu¸ tr×nh ®iÖn m«i khÝ lu«n x¶y ra qu¸ tr×nh ion ho¸ tù nhien
nh−ng v× lu«n cã mét sè l−îng ®iÖn tÝch tù do nhÊt ®Þnh dÉn ®Õn sù ion ho¸ c¸c
t¸c hîp c©n b»ng nhau (sè ®iÖn tÝch xuÊt hiÖn do ion ho¸ c©n b»ng víi sè ®iÖn
tÝch bÞ t¸c hîp).
        Trong ®iÖn tr−êng m¹nh dÉn tíi sù ion ho¸ do va ch¹m t¨ng lªn, l−îng
®iÖn tÝch tù do t¨ng nhanh. D−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng c¸c ®iÖn tÝch tù do b¾t
®Çu chuyÓn ®éng dÉn tíi c¸c ®iÖn tÝch tham gia c¶ v o qu¸ tr×nh t¸i hîp v c¶
qu¸ tr×nh dÉn ®iÖn.
       Khi ®iÖn tr−êng t¨n dÉn ®Õn dßng ®iÖn qua ®iÖn m«i khÝ t¨ng do c ng cã
nhiÒu ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng ®Õn ®iÖn cùc.
       §iÒu n y ®−îc gi¶i thÝc l :
       Do c−êng ®é ®iÖn tr−êng m¹nh cho nªn c¸c ®iÖn tÝch tù do chuyÓn ®éng
nhanh h¬n vÒ ®iÖn cùc nªn Ýt cã kh¶ n¨ng t¸i hîp.
       H×nh vÏ biÓu diÔn quan hÖ phô thuéc cña dßng ®iÖn ch¹y qua chÊt ®iÖn
m«i v o ®iÖn ¸p ®Æt. I

                                                        III
                             I             II                      c
                       Ibh                              b
                                      a

                       0
                                 U1                U2         U3       U
       Vïng I: øng víi khu vùc ®iÖn tr−êng bø cho nªn c−êng ®é ®iÖn tr−êng rÊt
hë dÉn tíi sè l−îng ®iÖn tÝch tham gia v o qu¸ tr×nh dÉn ®iÖn nhá h¬n so víi sè
l−îng ®iÖn tÝch bÞ t¸i hîp. Nh− vËy mËt ®é ®iÖn tÝch tù do Ýt v l mét h»ng sè.
§iÖn dÉn cña ®iÖn m«i khÝ trong ®iÖn tr−êng yÕu ta thÊy dßng ®iÖn t¨ng tuyÕn
tÝnh víi ®iÖn ¸p.
      Vïng II: øng víi khu vùc cã dßng ®iÑn b o ho , ®iÖn tr−êng t¨ng dÇn dÕn
sè ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng ®Õn ®iÖn cùc t¨ng, t¹i ®iÓm a tÊt c¶ c¸c ®iÖn tÝch xuÊt
hiÖn do ion ho¸ ®Òu tham gia v o qu¸ tr×nh dÉn ®iÖn. Râ r ng l dßng ®iÖn b o
ho kh«ng phô théc v o ®iÖn ¸p, c¸c yÕu tè g©y ion ho¸ tù nhiªn l yÕu tè quyÕt
®Þnh dßng b o ho , mËt ®é dßng ®iÖn b o ho J = 6.10-15(A/m2).


Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       16
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn
       Vïng III: øng víi khu vùc ®iÖn tr−êng m¹nh (®iÖn ¸p cao). ë khu vùc n y
b¾t dÇu dßng ®iÖn t¨ng nhanh, kh«ng gièng nh− ®Þnh luËt ¤m, ®iÒu n y chØ cã
thÓ gi¶i thÝch trªn c¬ së cña hiÖn t−îng ion do va ch¹m, sè ion ho¸ xuÊt hiÖn t¨ng
nhanh, nã l h m cña c−êng ®é ®iÖn tr−êng:
      N0 = NE ⇒ J = NE.q.h      (A/m2)
      Trong ®ã: q l ®iÖn tÝch cña phÇn tö mang ®iÖn (c)
                  h l kho¶ng c¸ch hai ®iÖn cùc (m)
      T¹i ®iÓm x¶y ra qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong chÊt khÝ tøc l nèi liÒn hai ®iÖn
cùc b»ng mét cÇu cã ®iÖn dÉn cao, lóc n y kh«ng khÝ trë th nh vËt dÉn ®iÖn.

IV. ®iÖn dÉn cña c¸c ®iÖn m«i láng
      Trong c¸c ®iÖn m«i láng tån t¹i 2 lo¹i ®iÖn dÉn kh¸c nhau: §ã l ®iÖn dÉn
ion v ®iÖn dÉn ®iÖn di.

1. §iÖn dÉn ion cña c¸c ®iÖn m«i láng
      Kh¸c víi c¸c ®iÖn m«i khÝ trong ®iÖn m«i láng c¸c ®iÖn tÝch tù doxuÊt
hiÖn kh«ng chØ do sù ion ho¸ g©y nªn m cßn do qu¸ tr×nh ph©n ly cña c¸c ph©n
tö cña chÝnh chÊt láng. Trong c¸c ®iÖn m«i láng bao giê còng lÉn t¹p chÊt th«ng
th−êng. V× c¸c t¹p chÊt rÊt dÔ ph©n ly h¬n c¸c ph©n tö cña ®iÖn m«i chÝnh, nªn
®iÖn dÉn cña ®iÖn m«i láng gå ®iÖn dÉn cña ®iÖn m«i chÝnh v ®iÖn dÉn cña t¹p
chÊt.
      N−íc l lo¹i t¹p chÊt phæ biÕn lÉn v o ®iÖn m«i láng. Nã tån t¹i d−íi 3
d¹ng: N−íc tan, n−íc huyÒn phï v n−íc d−. N−íc d− cã thÓ næi hoÆc ch×nh
trßng ®iÖn m«i tuú thuéc v o tû träng cña n−íc v tû träng cña ®iÖn m«i, tû träng
®iÖn m«i > 1000 kg/m2 th× n−íc d− næi v ng−îc l¹i.
      Kh¶ n¨ng ph©n ly cña c¸c ph©n tö cang lín dÉn ®Õn ®iÖn m«i láng cã ®iÖn
dÉn lín.

2. §iÖn dÉn ®iÖn di
       §iÖn dÉn ®iÖn di cßn gäi l ®iÖn dÉn Molion l sù chuyÓn dÝch cã h−íng
cña nhãm c¸c phÇn tö mang ®iÖn (tÝch ®iÖn) d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng
ngo i.
       Trong ®iÖn m«i láng cã tån t¹i nhiÒu h¹t d¹ng keo tÝch ®iÖn chuyÓn ®éng
trong ®iÖn tr−êng gièng nh− c¸c phÇn tö tÝch ®iÖn tù do.
    Tuú theo sù quan hÖ gi÷a ε cña chÊt láng v ε cña t¹p chÊt d¹ng keo n y
m chóng cã thÓ tÝch ®iÖn tÝch d−¬ng (+) hoÆc ©m (-).

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       17
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                            http://www.ebook.edu.vn
      - NÕu εtc < ε chÊt láng: H¹t keo tÝch ®iÖn ©m (-)
      - NÕu εtc > ε chÊt láng: H¹t keo tÝch ®iÖn d−¬ng (+)
      Trong ®iÖn tr−êng c¸c h¹t keo tËp trung ë c¸c ®iÖn cùc hoÆc l vïng cã
c−êng ®é ®iÖn tr−êng lín, do mËt ®é t¹p chÊt c¸c vïng n y t¨ng cho nªn t¹p chÊt
trong ®iÖn m«i gi¶m tøc l l m s¹ch ®iÖn m«i. §iÖn dÉn cña ®iÖn m«i láng sau
khi ®ãng v o ®iÖn mét chiÒu th× gi¶m do hiÖu øng l m s¹ch. HiÖu øng n y kh«ng
xuÊ hiÖn ë nguån ®iÖn xoay chiÒu bëi v× cã sù thay ®æi h−íng liªn tôc cña c¸c
h¹t keo tÝch ®iÖn n y.

V. §iÖn dÉn cña c¸c ®iÖn m«i r¾n
       §iÖn m«i r¾n cã rÊt nhiÒu v ®a d¹ng vÒ th nh phÇn ho¸ häc v cÊu tróc,
vÒ ®é s¹ch v t¹p chÊt... Trong ®iÖn m«i r¾n c¸c phÇn tö bÞ r ng buéc v o ®iÓm
mót, chóng cã chØ cã thÓ dao ®éng quanh vÞ trÝ c©n b»ng n y. qu¸ tr×nh chuyÓn
dÞch cña c¸c phÇn tö tõ vÞ trÝ n y ®Õn vÞ trÝ kh¸c rÊt khã kh¨n. §iÖn dÉn cña ®iÖn
m«i r¾n rÊt kh¸c nhau, kh«ng nh÷ng bëi lo¹i ®iÖn m«i m cßn bëi th nh phÇn t¹p
chÊt v ®iÒu kiÖn l m viÖc cña chóng.                                  Is
       Trong ®iÖn m«i r¾n th nh phÇn
mang ®iÖn tÝch l c¸c ®iÖn tÝch tù do tån
                                                                 IV
t¹i trong ®iÖn m«i, chóng cã thÓ l ®iÖn tö,
ion hoÆc ion cña c¸c t¹p chÊt. §iÖn dÉn
cña ®iÖn m«i r¾n cã thÓ l ®iÖn dÉn cña                                   Is
®iÖn tö, ®iÖn dÉn ion hay tæng hîp cña hai lo¹i ®iÖn dÉn n y. C¸c ®iÖn tÝch tù do
cßn tån t¹i ngay c¶ líp bôi, Èm b¸m trªn bÒ mÆt cña ®iÖn m«i. Do ®ã m tån t¹i
kh«ng chØ dßng ®iÖn ch¹y xuyªn qua bÒ dÇy ®iÖn m«i (dßng ®iÖn khèi Iv) m cßn
tån t¹i dßng ®iÖn ch¹y theo bÒ mÆt cña nã (dßng ®iÖn mÆt Is).
       ChÝnh v× vËy m ®èi víi ®iÖn m«i r¾n cã hai kh¸i niÖm. §iÖn dÉn suÊt khèi
γV v ®iÖn dÉn suÊt mÆt γs
                                            1             1
                                     ρv =      ,   ρs =
                                            γv            γs
ρv: §iÖn dÉn suÊt cña ®iÖn m«i.
      VÒ trÞ sè cña ®iÖn troÎ suÊt khèi l ®iÖn trë suÊt cña mét khèi vËt liÖu cã
d¹ng h×nh lËp ph−¬ng cã c¹nh l 1cm khi dßng ®iÖn ch¹y qua hai mÆt ®èi diÖn.
§¬n vÞ cña ρv l Ωcm.
      ρs: §iÖn trë mÆt l ®iÖn trë cña mét phÇn mÆt ®iÖn m«i cã d¹ng h×nh
vu«ng khi dßng ®iÖn ®i qua hai c¹nh ®èi diÖn, ®¬n vÞ l Ω.

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       18
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                            http://www.ebook.edu.vn


    Ch−¬ng III: sù phãng ®iÖn trong
             ®iÖn m«i khÝ
I. kh¸i niÖm chung
Sù phãng ®iÖn trong ®iÖn m«i khÝ
       Khi nghiªn cøu vÒ ®iÖn dÉn cña ®iÖn m«i khÝ ta ® biÕt quan hÖ gi÷a mËt
®é dßng ®iÖn khÝ víi c−êng ®é ®iÖn tr−êng t¸c dông.
       - Khi E < E2 th× dßng ®iÖn trong ®iÖn m«i khÝ kh«ng tù duy tr×.
       - Khi E > E2 trong ®iÖn m«i khÝ b¾t ®Çu
x¶y ra hiÖn t−îng io ho¸ va ch¹m, dßng ®iÖn j
trong chÊt khÝ tù duy tr×, dßng ®iÖn lóc n y t¨ng
lªn rÊt nhanh, do ®ã chÊt khÝ sÏ mÊt hÕt tÝnh chÊt
c¸ch ®iÖn (chÊt khÝ c¸ch ®iÑn bÞ chäc thñng).
§iÖn ¸p øng víi tr−êng hîp n y gäi l ®iÖn ¸p
chäc thñng chÊt khÝ v c−êng ®é ®iÖn tr−êng 0              E1         E2 = ECT E
chäc thñng l :
                                          U CT
                                 E CT =          (KV/cm)
                                           d
Trong ®ã:     ECT: C−êng ®é ®iÖn tr−êng chäc thñng
              UCT: §iÖn ¸p chäc thñng chÊt khÝ
              d: BÒ d y ®iÖn m«i chç chäc thñng.
       - Khi chÊt khÝ bÞ chäc thñng th× nã trë th nh chÊt dÉn ®iÖn, cã dè ®iÖn tö
tù do v sè ion lín gäi l Plasma. Plasma cã ®iÖn dÉn lín.
       VËy sù phãng ®iÖn trong ch©t khÝ l sù h×nh th nh Plasma cña to n bé hay
mét phÇn chÊt khÝ trong kh«ng gian gi÷a c¸c ®iÖn cùc, sù phãng ®iÖn ®ã phô
théc v o d¹ng cña ®iÖn tr−êng, c«ng suÊt cña nguån v ¸p suÊt cña chÊt khÝ m«i
tr−êng xung quanh.

II. C¸c d¹ng phãng ®iÖn trong ®iÖn m«i khÝ
      ë ®©y ta nªu ra c¸c d¹ng phãng ®iÖn sau:

1. Phãng ®iÖn to¶ s¸ng
       Phãng ®iÖn to¶ s¸ng l d¹ng phãng ®iÖn trong khe hë kh«ng khÝ cã ¸p suÊt
thÊp. Tr−êng hîp n y Plasma kh«ng thÓ cã ®iÖn dÉn lín, mÆc dï møc ®é ion ho¸
cã cao nh−ng v× sè ph©n tö khÝ trong ®¬n vÞ khèi rÊt Ýt.
Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                      19
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                        http://www.ebook.edu.vn
       Phãng ®iÖn të s¸ng th−êng chiÕm c¶ kho¶ng kh«ng gian gi÷a c¸c ®iÖn cùc,
thÝ dô nh− phãng ®iÖn trong ®Ìn neon.

2. Phãng ®iÖn tia löa
       Phãng ®iÖn tia löa ph¸t sinh trong khe hë kh«ng khÝ khi cã ¸p suÊt cao,
c«ng suÊt cña nguån kh«ng lín l¾m hoÆc lín nh−ng thêi gian t¸c dông cña ®iÖn
¸p nhá v chØ ph¸t sinh ra tia löa hÑp gi÷a hai ®iÖn cùc. Do c«ng suÊt nhá, thêi
gian t¸c dông ng¾n do ®ã tia löa cña nã bÞ gi¸n ®o¹n, chËp chên gÉy khóc v cã
khi chia th nh nh¸nh gi÷a hai ®iÖn cùc.

3. Phãng ®iÖn hå quang
       Phãng ®iÖn hå quang l giai ®o¹n tiÕp theo cña phãng ®iÖn tia löa khi c«ng
suÊt cña nguån lín. Tr−êng hîp n y cã thÓ cã dßng ®iÖn lín ch¹y qua khe hë
l m nãng chÊt khÝ gi÷a khe hë dÉn ®Õn sù ion ho¸ nhiÖt t¨ng, ®iÖn dÉn cña khe
hë khÝ t¨ng v do ®ã l¹i l m cho dßng ®iÖn trong khe hë t¨ng tiÕp ®Õn khi ®¹t
®Õn tr¹ng th¸i c©n b»ng (tøc l khi tæn hao nhiÖt cña tia phãng ®iÖn l chÊm døt
sù t¨ng cña nhiÖt ®é). Qu¸ tr×nh n y cÇn cã mét thêi gian, do ®ã phãng ®iÖn tia
löa sÏ kh«ng tr th nh phãng ®iÖn hå quang nÕu ®iÖn ¸p t¸c dông lªn khe hë trong
thêi gian qu¸ ng¾n.
       Nh− vËy phãng ®iÖn hå quang ®Æc tr−ng bëi nhiÖt cao v ®é ion ho¸ cao.

4. Phãng ®iÖn vÇng quang
      Phãng ®iÖn vÇng quan l mét d¹ng phãng ®iÖn x¶y ra trong ®iÖn tr−êng
kh«ng ®ång nhÊt. Tr−êng hîp n y sù phãng ®iÖn (sù ion ho¸) chØ ph¸t sinh trong
mét khu vùc bÐ xung quanh ®iÖn cùc cã c−êng ®é ®iÖn tr−êng lín. Khi cã phãng
®iÖn vÇng quang khe hë khÝ kh«ng ph¶i ® mÊt tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn, tuy vËy trong
c¸c kÕt cÊu c¸ch ®iÖn kh«ng nªn ®Ó x¶y ra phãng ®iÖn vÇng quang.

II. HiÖn t−îng ion ho¸ kÝch thÝch kÕt
hîp khuÕch t¸n
1. HiÖn t−îng ion ho¸
      L hiÖn t−îng nguyªn tö khÝ hoÆc ph©n tö hÊp thô thªm n¨ng l−îng ë bªn
ngo i (do va ch¹m hoÆc do c¸c tia löa bøc x¹) l m cho mét ®iÖn tö cña nguyªn tö
hoÆc ph©n tö trung tÝnh t¸ch ra khái nguyªn tö hoÆc ph©n tö ®ã. §iÖn tö bÞ t¸ch
ra cã thÓ th h ®iÖn tö tù do hoÆc bÞ nguyªn tö trung tÝnh kh¸c hÊp thô ®Ó trë



Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                     20
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                         http://www.ebook.edu.vn
th nh ion ©m. Do cã ®iÖn tö t¸ch ra nªn nguyªn tö, ph©n tö bÞ mÊt c©n b»ng vÒ
®iÖn v sÏ trë th nh ion d−¬ng.
      §iÒu kiÖn ®Ó cã hiÖn t−îng ion ho¸ l : We ≥ Wi
      Trong ®ã: We l n¨ng l−îng m ®iÖn tö nhËn ®−îc
                   We = E.q.λ E: C−êng ®é ®iÖn tr−êng t¸c dông
                              q: §iÖn tÝch cña ®iÖn tö
                                λ: §o¹n ®−êng di chuyÓn tù do trung b×nh cña
®iÖn tö
                   Wi l n¨ng l−îng cÇn thiÕt ®Ó ion ho¸ chÊt
                   Wi = q.Ui Ui: §iÖn ¸p ®Ó ion ho¸
                               q: §iÖn tÝch cña ®iÖn tö

2. HiÖn t−îng kÝch thÝch
      L hiÖn t−îng nguyªn tö khÝ hÊp thô mét n¨ng l−îng bÐ h¬n n¨ng l−îng
ion ho¸ (We< Wi), lóc ®ã c¸c ®iÖn tö chØ cã thÓ chuyÓn tõ quü ®¹o n y sang quü
®¹o kh¸c cã møc n¨ng l−îng cao h¬n. Nh−ng tr¹ng th¸i ®ã chØ tån t¹i trong mét
thêi gian rÊt ng¾n 10-7 ÷ 10-8. Sau thêi gian n y c¸c ®iÖn tö trë vÒ tr¹ng th¸i ban
®Çu cã møc n¨ng l−îng thÊp h¬n..
       N¨ng l−îng ® tiªu thô cho qu¸ tr×nh kÝch thÝch, lóc n y ®−îc tho¸t ra d−íi
d¹ng c¸c tia s¸ng ®iÖn tö (quang tö).

3. HiÖn t−îng kÕt hîp
      L hiÖn t−îng m c¸c ion d−¬ng va ch¹m víi c¸c ®iÖn tö tù do hoÆc víi
c¸c ion ©m kÕt hîp víi nhau ®Ó trë th nh nguyªn tö hay ph©n tö trung ho . HiÖn
t−îng n y l m gi¶m ®iÖn tÝch trong kh«ng gian. Qu¸ tr×nh kÕt hîp còng ph¸t ra
mét n¨ng l−îng d−íi d¹ng bøc x¹.

4. HiÖn t−îng khuÕch t¸n
       L hiÖn t−îng c¸c ion v ®iÖn tö di chuyÓn tõ vïng cã mËt ®é lín sang
vïng cã mËt ®é bÐ.
       Nguyªn nh©n cña hiÖn t−îng n y l do sù chuyÓn ®éng nhiÖt hçn lo¹n chø
kh«ng ph¶i do sù ®Èy nhau cña c¸c ion cïng dÊu, bëi v× dï cho mËt ®é c¸c ion v
®iÖn tö rÊt lín nh−ng vÒ t−¬ng ®èi th× kho¶ng c¸ch gi÷a chóng l rÊt lín.




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                        21
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                         http://www.ebook.edu.vn

III. c¸c d¹ng ion ho¸ - c¸c hÖ sè
1. C¸c d¹ng ion ho¸
      Ng−êi ta chia qu¸ t×nh ion ho¸ chÊt khÝ ra l m hai lo¹i: ion ho¸ bÒ mÆt v
ion hãa thÓ tÝch.

1.1. Ion ho¸ bÒ mÆt
       L hiÖn t−îng ®iÖn tö tù do trong líp kim lo¹i l m ®iÖn cùc ©m v× mét lý
do n o ®ã nhËn thªm n¨ng l−îng ®Ó tho¸t ra khái bÒ mÆt cña c¸c ®iÖn cùc. Muèn
gi¶i tho¸t mét ®iÖn tö khái bÒ mÆt ®iÖn cùc thf ph¶i cung cÊp cho nã mét n¨ng
l−îng lín h¬n c«ng tho¸t (We > Wi).
       Dùa v o nguån cung cÊp n¨ng l−îng cho qu¸ tr×nh ion ho¸, ng−êi ta chia
c¸c d¹ng ion ho¸ bÒ mÆt nh− sau:
       a) Ph¸t x¹ nhiÖt ®iÖn tö
       Do cùc ©m bÞ ®èt nãng, nhiÖt ®é cùc ©m t¨ng, tèc ®é chuyÓn ®éng cña c¸c
®iÖn tö lín cho ®éng n¨ng cña ®iÖn tö lín h¬n c«ng tho¸t th× ®iÖn tö sÏ chuyÓn
v−ît qua khái h ng r o thÕ n¨ng v tho¸t ra khá bÒ mÆt cña ®iÖn cùc ©m.
       Ph¸t x¹ nhiÖt ®iÖn tö ®−îc ding trong c¸c dông cô ®iÖn tö, ë ®ã cùc ©m
®−îc ®èt nãng ®Ó ph¸t x¹ nhiÒu ®iÖn tö.
       b) Ph¸t x¹ nguéi (tÝnh ®iÖn)
       D−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng m¹nh (E = 1.000HV/cm), ®iÖn tö trong kim
lo¹i bÞ lùc ®iÖn tr−êng kÐo ra ngo i.
       D¹ng ion ho¸ n y Ýt gÆp trong c¸c kÕ cÊu c¸ch ®iÖn c«ng nghiÖp. Tuy
nhiªn d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng trung b×nh v yÕu nã cã t¸c dông l m gi¶m
c«ng tho¸t cña kim lo¹i, t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó g©y ra c¸c d¹ng ion ho¸ bÒ
mÆt kh¸c.
       c) Ph¸t x¹ quang ®iÖn tö
       Tr−êng hîp n y ion ho¸ bÒ mÆt x¶y ra do cã c¸ tia bøc x¹ sang ng¾n t¸c
dông lªn bÒ mÆt kim lo¹i sÏ cung cÊp n¨ng l−îng cho ®iÖn tö ®Ó ®iÖn tö tho¸t ra
khái bÒ mÆt kim loÞa ®ã.
       D¹ng ion ho¸ bÒ mÆt n y th−êng gÆp trong c¸c khe hë cña thiÕt bÞ cao ¸p.

1.2. Ion ho¸ thÓ tÝch
       X¶y ra trong líp khÝ gi÷ac hai ®iÖn cùc, cã 3 d¹ng sau:
       a) Ion ho¸ va ch¹m: L hiÖn t−îng ion ho¸ g©y bëi sù va ch¹m cña ®iÖn tö
tù do víi ph©n tö khÝ.


Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                     22
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                           http://www.ebook.edu.vn
       Khi ®iÖn tö ®−îc ®Æt trong ®iÖn tr−êng lùc t¸c dông cña E, F = E.q (q: ®iÖn
tÝch ®iÖn tö) sÏ buéc ®iÖn tö di chuyÓn ng−îc víi chiÒu cña ®iÖn tr−êng. Khi di
chuyÓn th× ®iÖn tö tÝch luü n¨ng l−îng d−íi d¹ng ®éng n¨ng. W = q.E.x (x l
®o¹n ®−êng di chuyÓn cña ®iÖn tö) v khi va ch¹m víi ph©n tö khÝ nÕu tho¶ m n
®iÒu kiÖn We > Wi th× ph©n tö m y bÞ ion ho¸.
       b) Ion quang ho¸
       Ion quang ho¸ l hiÖn t−îng ion ho¸ n¨ng l−îng W nh©n ®−îc tö bøc x¹
quang häc.
      NÕu ν v λ l tÇn sè v b−íc sang (®é d i) cña bøc x¹ quang häc th× n¨ng
l−îng W nh©n ®−îc x¸c ®Þnh:
                  c.h
      W = h.ν =             Trong ®ã:   h l h»ng sè Plank
                   λ
                                        c l tèc ®é ¸nh s¸ng
                                        c.h
      §iÒu kiÖn ion ho¸ ®−îc viÕt λ ≤
                                        Wi
       Sè ®iÖn tÝch ®−îc s¶n sinh do qu¸ tr×nh ion ho¸ quang tù nhiªn sÏ c©n b»ng
víi sè ®iÖn tÝch tham gia qu¸ tr×nh kÕt hîp (c¸c ion d−¬ng v ion ©m kÕt hîp l¹i
®Ó trë th nh c¸c ph©n tö trung tÝnh).
       Trong phãng ®iÖn chÊt khÝ ion ho¸ quang häc cßn ®ùoc s¶n sinh bëi c¸c
nguyªn nh©n sau:
       - Bøc x¹ quang häc do qu¸ tr×nh kÕt hîp cña c¸c ®iÖn tÝch kh¸c dÊu
       - Bøc x¹ quang häc do qu¸ tr×nh ho n nguyªn cña c¸c ph©n tö khÝ bÞ kÝch
         thÝch.
       d) Ion ho¸ nhiÖt
       Bao gåm tÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh ion ho¸ do nhiÖt ®é cao cña chÊt khÝ g©y nªn.
Khi ë nhiÖt dé cao c¸c ph©n tö khÝ chuyÓn ®éng m¹nh va ch¹m v o v¸ch b×nh
chøa hoÆc v o c¸c vËt r¾n kh¸c th× ph©n tö khÝ sÏ mÊt hÕt ®éng n¨ng v sinh ra
c¸c tia bøc x¹, khi nhiÖt ®é c ng lín th× n¨ng l−îng cña c¸c tia bøc x¹ c ng lín
do ®ã g©y ra sù ion ho¸.
       Muèn thùc hiÖn ion ho¸ nhiÖt cÇn ph¶i cã ®iÒu kiÖn: §éng n¨ng trong
chuyÓn ®éng nhiÖt cña c¸cph©n tö khÝ ph¶i lín h¬n n¨ng l−îng ®Ó ion ho¸.
                                       W = q.E.x

2. C¸c hÖ sè ion ho¸
      Cã 3 hÖ sè ion ho¸:



Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       23
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                        http://www.ebook.edu.vn
2.1. HÖ sè ion ho¸ do ®iÖn tö va ch¹m (hÖ sè Taoxen 1 – Ký hiÖu α)
      L sè lÇn ion ho¸ thùc hiÖn bëi mét ®iÖn tö khi chuyÓn ®éng trªn ®o¹n
®−ên 1cm theo ph−¬ng cña ®iÖn tr−êng.

2.2. HÖ sè ion ho¸ do ion d−¬ng va ch¹m (hÖ sè Taoxen 2 – Ký hiÖu β)
      L sè lÇn ion ho¸ thùc hiÖn bëi mét ion d−¬ng khi chuyÓn ®éngtrªn ®o¹n
®−êng 1cm theo ph−¬ng cña ®iÖn tr−êng.

2.3. HÖ sè ion ho¸ mËt (hÖ sè Taoxen 3 – Ký hiÖu δ)
      L sè ®iÖn tö trung b×nh ®−îc gi¶i tho¸t tõ bÒ mÆt cña cùc ©m khi mét ion
d−¬ng ®Ëp v o.




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                   24
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn


 Ch−¬ng IV: §Æc tÝnh c¬ lý ho¸ cña
             ®iÖn m«i
       Khi chän v sö dông vËt liÖu ®iÖn kh«ng nh÷ng ph¶i chó ý ®Õn nh÷ng ®Æc
tÝnh cña nã trong ®iÒu kiÖn b×nh th−êng m cßn xÐt ®Õn c¸c ®Æc tÝnh cña ®iÖn
m«i khi chÞu t¸c dông cña nh÷ng ®Æc tÝnh vËt lý, c¬ giíi, ho¸ häc…
       Ta biÕt c¸c bé phËn c¸ch ®iÖn cña thiÕt bÞ ®iÖn chÞu ¶nh h−ëng tíi c¸c ®Æc
tÝnh vËt lý nh−: tiÕng ån, nhiÖt ®é m«i tr−êng…
       - C¸c ®Æc tÝnh c¬: uèn, kÐo, nÐn, ® n håi, va ®Ëp…
       - C¸c ®Æc tÝnh ho¸ häc: Oxy ho¸

I. ®Æc tÝnh vËt lý cña ®iÖn m«i
1. TÝnh hót Èm v tÝnh thÊm n−íc cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn

1.1. TÝnh hót Èm
       PhÇn lín tang vËt liÖu c¸ch ®iÖn ®Òu cã tÝnh hót Èm l m cho ®Æc tÝnh ®iÖn
cña nã xÊu ®i, trong thùc tÕ hÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ ®iÖn ®Òu ®−îc ®Æt trong m«i
tr−êng kh«ng khÝ. Trong kh«ng khÝ th× lu«n lu«n chøa mét l−îng n−íc nhÊt ®Þnh
(cã mét ®é Èm nhÊt ®Þnh). N−íc cã ®iÖn dÉn rÊt lín, khi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn hót Èm
th× ®Æc tÝnh ®iÖn bÞ kÐm ®i.
       - X¸c ®Þnh ®é Èm cña ®iÖn m«i: l ®é Èm m ®iÖn m«i ®ã hót ®−îc, nh−ng
viÖc ®o ®é Èm n y rÊt khã kh¨n v× vËy ng−êi ta th−êng ®o ®iÖn trë cachs ®iÖn
hoÆc ®iÖn dng cña ®iÖn m«i tõ ®ã suy ra ®é Èm cña ®iÖn m«i. Thùc nghiÖm cho
thÊy r»ng nÕu ®iÖn m«i cïng hót mét l−îng Èm nh− nhau th× ®¨c tÝnh ®iÖn cña
®iÖn m«i sÏ thay ®æi kh¸c nhau.
                                              ϕ
       XÐt hai chÊt ®iÖn m«i cïng ®Æt trong
mét m«i tr−êng, trong cïng mét thêi gian,
cïng nhiÖt ®é th× chóng sÏ hót mét l−îng                          a
                                              ϕp
Èm kh¸c nhau.
       TÝnh hót Èm cña ®iÖn m«i kh«ng b¶o
                                                                  b
giê ®−îc quy chuÈn ho¸, cßn tÝnh hót Èm                                        t0
cña vËt liÖu ®−îc ®Æc tr−ng bëi ®é Èm cña
vËt liÖu ®ã.



Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                      25
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                           http://www.ebook.edu.vn
      NÕu ®Æt vËt liÖu c¸ch ®iÖn trong m«i tr−êng cã nhiÖt ®é v ®é Èm kh¸c víi
®é Èm cuÈ vËt liÒu ®ã th× sau mét thêi gian vËt liÖu sÏ cã mét ®é Èm c©n b»ng æn
®Þnh.
      Lóc ®ã ®é Èm cña vËt liÖu ®iÖn nhá h¬n ®é Èm cña m«i tr−êng th× sau mét
thêi gian ®é Èm cña vËt liÖu sÏ t¨ng ®Õn ®é Èm c©n b»ng æn ®Þnh ϕp (®−êng b).
       Ng−îc l¹i nÕu lóc ®Çu ®é Èm cña vËt liÖu hín h¬n ®é Èm cña m«i tr−êng
th× sau mét thêi gian ®é Èm cña vËt liÖu gi¶m xuèng c©n b»ng víi ®é Èm cña m«i
tr−êng ϕp (®−êng a).

1.2. TÝnh thÊm n−íc cña ®iÖn m«i (tÝnh hÊp thô)
      Nh÷ng ®iÖn m«i kh«ng hót Èm chóng sÏ t¹o ra trªn bÒ mÆt cña ®iÖn m«i
mét m ng Èm, khi ®Æt ®iÖn m«i trong m«i tr−êng Èm, qu¸ tr×nh ng−ng tô h¬i
n−íc ®Ó t¹o m ng Èm ®ã ng−êi ta gäi l tÝnh thÊm n−íc cña ®iÖn m«i.
      TÝnh thÊm n−íc cña ®iÖn m«i ¶nh h−ëng nhiÒu ®Õn ®iÖn dÉn mÆt δs cña
®iÖn m«i, cô thÓ l l m cho δs t¨ng. VËy tÝnh thÊm n−íc phô thuéc v o tÝnh tr¹ng
bÒ mÆt cña ®iÖn m«i, phu thuéc v o ®é Èm v nhiÖt ®é cña m«i tr−êng. NÕu ®é
Èm cña m«i tr−êng c ng lín th× ®é d y cña m ng Èm c ng t¨ng.
      §Ó gi¶m tÝnh thÊm n−íc cña ®iÖn m«i th× ta l m cho bÒ mÆt cña ®iÖn m«i
nh½n v cã thÓ tr¸ng men hoÆc b«i lªn bÒ mÆt cña ®iÖn m«i r¾n mét líp Parafin
ngo i ra ph¶i ®Ó ®iÖn m«i r¾n ë n¬i kh« r¸o v ®Þnh kú s¬n sÊy.

2. §Æc tÝnh nhiÖt cña ®iÖn m«i

2.1. TÝnh chÞu nhiÖt cña ®iÖn m«i
      L kh¶ n¨ng chÞu ®−îc nhiÖt ®é cao trong thêi gian ng¾n hoÆc l©u d i v
khi nhiÖt ®é thay ®æi ®ét ngét kh«ng bÞ h− háng nghÜa l kh«ng l m cho tÝnh
chÊt cña ®iÖn m«i xÊu. Tiªu chuÈn vÒ tÝnh chÞu nhiÖt ®−îc x¸c ®Þnh tuú theo lo¹i
®iÖn moi v c«ng dông cña nã. Dùa v o tÝnh chÞu nhiÖt cña ®iÖn m«i, ng−êi ta ®
ph©n lo¹i ®iÖn m«i theo cÊp chÞu nhiÖt v nhiÖt ®é l m viÖc cho phÐp lín nhÊt
cña chóng.
     CÊp chÞu nhiÖt      Y       A        E       B       F       H        C
   NhiÖt ®é l m viÖc
                        900     1050    1200    1300     1550    1800 >1800
   cho phÐp lín nhÊt

      - CÊp Y: Bao gåm vËt liÖu sîi g«c l xenlul« v t¬ (sîi v¶i, giÊy, gç) nã
ch−a ®−îc ng©m tÈm v o trong chÊt c¸ch ®iÖn láng.


Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                     26
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                         http://www.ebook.edu.vn
       - CÊp A: Bao gåm c¸c lo¹i vËt liÖu h÷u c¬ nh− trªn nh−ng ® ®−îc tÈm
b»ng s¬n hoÆc ng©m trong chÊt c¸ch ®iÖn láng.
       - CÊp E: Gåm c¸c chÊt dÎo cã chÊt ®én h÷u c¬ v chÊt liªn kÕt nhiÖt
cøng.
       - CÊp B: Gåm c¸c vËt liÖu v« c¬ nh− Mica, ami¨ng, v sîi thuû tinh, ®−îc
dÉn b»ng nh÷ng vËt liÖu h÷u c¬.
       - CÊp F: Bao gåm micanÝt, c¸c s¶n phÈm thuû tinh kh«ng co chÊt ®Öm
hoÆc cã chÊt ®Öm v« c¬ v dïng chÊt co tÝnh chÞu nhiÖt cao ®Ó d¸n.
       - CÊp H: Bao gåm nh÷ng chÊt h÷u c¬ ë cÊp F nh−ng dïng chÊt silic h÷u
c¬ cã tÝnh chÞu nhiÖt cao ®Ó d¸n v tÈm.
       - CÊp C: Bao gåm vËt liÖu thuÇn tuý v« c¬, kh«ng d¸n hoÆc tÈm b»ng vËt
liÖu cã th nh phÇn h÷u c¬.
       VÝ dô: ¤xyt nh«m, mica, thuû tinh, th¹ch anh, ami¨ng, micalÕch, micanit
chÞu nhiÖt (d¸n b»ng chÊt v« c¬)...

2.2. §iÓm chíp ch¸y v ®iÓm ch¸y
       §iÓm chíp ch¸y l mét trong nh÷ng ®Æc tÝnh riªng cña m«i chÊt láng.
       §iÓm chíp ch¸y cña chÊt láng l nhiÖt ®é m khi nung nãng chÊt láng tíi
nhiÖt ®é ®ã sÏ l m cho hçn hîp cña h¬i chÊt láng víi kh«ng khÝ bïng ch¸y. Khi
tiÕp xóc víi ngän löa bÐ tong thêi gian ng¾n.
       §iÓm ch¸y cña chÊt láng l nhiÖt ®é m khi tiÕp xóc víi ngän löa th× chÊt
láng ®ã b«c ch¸y.
       §iÓm ch¸y cao h¬n ®iÓm chíp ch¸y.
       §èi víi dÇu MBA th× ®iÓm chíp ch¸y quy ®Þnh ph¶i ≥ +1350C, cßn ®iÓm
ch¸y l +1650C.

2.3. §é nhít
      §é nhít l mét ®Æc tÝnh quan träng cña c¸c chÊt láng. §iÖn m«i láng
th−êng dïng ®Ó c¸ch ®iÖn, ®Ó tÈm, ng©m, l m l¹nh nªn ph¶i cã mét ®é nhít nhÊt
®Þnh.
      §é nhít th−êng ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p Engter, theo ph−¬ng
ph¸p n y th× ®é nhít cña chÊt láng x¸c ®Þnh b»ng tû sè gi÷a thêi gian ch¸y cña
200ml chÊt láng ë nhiÖt ®é 500C qua mét lç nhá cã ®−êng kÝnh x¸c ®Þnh víi thêi
gian ch¶y cña 200ml n−íc cÊt ë nhiÖt ®é 200C còng qua lç nhá Êy (v o kho¶ng
51 ÷ 52gi©y).
                                            tA
                                       η=
                                            tB

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                   27
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                        http://www.ebook.edu.vn
      Trong ®ã: tA l thêi gian ch¶y cña 200ml chÊt láng ë 500C
                  tB l thêi gian ch¶y cña 200ml n−íc cÊt ë 200C
      VÝ dô: DÇu MBA cã ®é nhít quy ®Þnh l η = 1,8
            NÕu η > 1,8 chøng tá dÇu ® ®Æc, cã nhiÒu t¹p chÊt, khã l−u th«ng,
      l m l¹nh kÐm.
             NÕu η < 1,8 th× dÇu láng qu¸, dÔ bÞ ch¸y.

2.4. NhiÖt dÉn cña ®iÖn m«i
      NhiÖt dÉn cña ®iÖn m«i l kh¶ n¨ng truyÒn nhiÖt cña vËt liÖu tõ m«i tr−êng
n y sang m«i tr−êng kh¸c. NhiÖt dÉn cã ¶nh h−ëng ®Õn c−êng ®é c¸ch ®iÖn cña
®iÖn m«i, nhÊt l khi cã sù phãng ®iÖn do nhiÖt hoÆc khi ®iÖn m«i chÞu sù biÕn
®æi ®ét ngét cña nhiÖt ®é.
      NhiÖt dÉn cña ®iÖn m«i lu«n bÐ h¬n hiÒu so víi kim lo¹i.
      VËt liÖu c¸ch ®iÖn xèp cã nhiÖt dÉn bÐ nhÊt v× kh«ng khÝ dÉn nhiÖt kÐm,
khi ® ®−îc tÈm th× nhiÖt dÉn t¨ng lªn.
      VËt liÖu cã kÕt cÊu inh thÓ cã nhiÖt dÉn lín h¬n vËt liÖu cã kÕt cÊu v« ®Þnh
hnhf.

2.5. D·n në nhiÖt
       D n në nhiÖt l sù d n në cña vËt liÖu khi vËt liÖu ®−îc gia nhiÖt v ®−îc
xcs ®Þnh bëi hÖ sè d n në nhiÖt.
       HÖ sè d n në nhiÖt l ®é biÕn thiªn t−¬ng ®èi cña kÝch th−íc vËt liÖu khi
nhiÖt ®é t¨ng lªn 1 ®¬n vÞ.
       D n në nhiÖt cã liªn quan ®Õn tÝnh chÞu nhiÖt cña vËt liÖu. VËt liÖu cã hÖ
sè d n në nhiÖt bÐ th× cã tÝnh chÞu nhiÖt cao v ng−îc l¹i.

ii. §Æc tÝnh c¬ giíi cña ®iÖn m«i
1. Søc bÒn chÞu kÐo, nÐn, uèn cña vËt liÖu
      Kh¸i niªm vÒ søc bÒn chÞu kÐo, nÐn, uèn ® ®−îc nghiªn cøu trong m«n
C¬ kü thuËt.
      Cßn ®èi víi vËt liÖu cã kÕt cÊu sîi th× søc bÒn c¬ giíi phô thuéc v o
ph−¬ng t¸c dông cña t¶i träng.
      §èi víi vËt liÖu xèp th× søc bÒn c¬ giíi phô thuéc nhiÒu v o ®é Èm.
      §èi víi mét sè vËt liÖu nh− thuû tinh, vËt liÖu gèm v nhiÒu lo¹i chÊt
dÎo… th× søc bÒn chÞu nÐn ín h¬n nhiÒu so víi søc bÒn chÞu kÐo.
                         θn = 20 000 kg/cm2; θk = 500 kg/cm2

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       28
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn
       Søc bÒn c¬ giíi cña nhiÒu vËt liÖu cßn phô thuéc v o nhiÖt ®é, søc bÒn c¬
giíi gi¶m khi nhiÖt ®é t¨ng.

2. §é gißn
       VËt liÖu gißn l vËt liÖu cã kh¶ n¨ng chÞu ®−îc t¶i träng tÜnh (t¶i träng
kh«ng hay ®æi) v dÔ bÞ h− háng khi cã t¶i träng ®éng (t¶i träng thay ®æi ®ét
ngét).
       §Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng cña vËt liÖu ng−êi ta dïng ph−¬ng
ph¸p thö “§é dai va ®Ëp”, §é dai ca ®Ëp δv® cña vËt liÖu ®−îc x¸c ®Þnh b»ng tû
sè gi÷a lùc Q l m vì mÉu thö víi tiÕt diÖn ngang S cña mÉu bÞ va ®Ëp:
         Q
δ vd =     (kg/cm2)
         S

3. §é cøng
      §é cøng cña vËt liÖu l kh¶ n¨ng líp bÒ mÆt cña v¹t liÖu chèng l¹i sù biÕn
d¹ng khi cã mét lùc t¸c dông lªn bÒ mÆt qua mét vËt thÓ cã khÝch th−íc bÐ.
      §é cøng ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p Brinel
      §Æt lªn mÉu thö mét viªn bi co ®−êng kÝnh D, v Ðp lªn ®ã mét lùc P, trªn
mÆt vËt liÖu sÏ cã nét vÕt lâm cã ®é s©u h th× ®é cøng theo ph−¬ng ph¸p Brinel
              P
l : TB =          (kg/mm2)
           π .D.h


III. ®Æc tÝnh ho¸ häc cña ®iÖn m«i
      Trong qu¸ tr×nh l m viÖc l©u d i, vËt liÖu c¸ch ®iÖn trong c¸c c¬ cÊu ®iÖn
lu«n lu«n tiÕp xóc víi c¸c chÊt kh¸c nh− kim lo¹i, khÝ, n−íc, axit, baz¬…
      V× vËy vÒ ph−¬ng diÖn ho¸ häc, ®iÖn m«i cÇn ®¹t ®−îc nh÷ng yªu cÇu c¬
b¶n sau:
      - VËt liÖu c¸ch ®iÖn ph¶i æn ®Þnh khi l m viÖc l©u d i.
      - Kh«ng bÞ ph©n huû v g©y nªn c¸c t¹p chÊt kh¸c.
      - Kh«ng ¨n ßn kim lo¹i khi tiÕp xóc víi kim lo¹i
      - Kh«ng cã t¸c dông ho¸ häc lªn c¸c m«i tr−êng kh¸c nh− khÝ, n−íc, axit,
baz¬, dung dÞch muèi… v trong qu¸ tr×nh l m viÖc l©u d i kh«ng bÞ ¶nh h−ëng
cña phãng x¹ cã tia n¨ng l−îng cao v cÇn ph¶i æn ®Þnh khi chÞu t¸c dông cña
nh÷ng tia ®ã.




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                     29
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn

       Ch−¬ng V: VËt liÖu c¸ch ®iÖn
I. VËt liÖu c¸ch ®iÖn thÓ khÝ
1. Kh«ng khÝ:
       Kh«ng khÝ ®−îc sö dông rÊt réng r i ®Ó l m c¸ch ®iÖn trong c¸c thiÕt bÞ
®iÖn, hoÆc phèi hîp víi chÊt c¸ch ®iÖn r¾n v láng nh− kh«ng khÝ xung quanh
c¸c sø c¸ch ®iÖn, kh«ng khÝ trªn mÆt líp dÇu MBA… kh«ng khÝ l chÊt c¸ch
®iÖn chñ yÕu gi÷a c¸c ®−êng d©y trªn kh«ng.
       Nh− ta ® biÕt kh«ng khÝ ë tr¹ng th¸i trung tÝnh cã tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn rÊt
tèt.
       Kh«ng khÝ ë tr¹ng th¸i tù nhiªn, do t¸c dông cña c¸c nh©n tè ion ho¸ bªn
ngo i l m s¶n sinh ra trong kh«ng khÝ c¸c ®iÖn tÝch tù do nªn c¸ch ®iÖn kÐm.
       C−êng ®é c¸ch ®iÖn cña kh«ng khÝ sÏ t¨ng nÕu ch©n kh«ng cña kh«ng khÝ
cao, kh«ng khÝ cã −u ®iÓm lín l gi¸ th nh rÊt thÊp nh−ng khi bÞ oxy ho¸ l¹i t¹o
thanh «z«n, âxyt… nh÷ng chÊt n y l m ¨n mßn rÊt m¹nh nh÷ng bé phËn b»ng
kim lo¹i cña thiÕt bÞ ®iÖn v oxy ho¸ ch¸c chÊt c¸ch ®iÖn h÷u c¬ l m cho tÝnh
ch¸ch ®iÖn cña chóng gi¶m dÇn.

2. KhÝ £lªgaz¬ (SP6) v Frªon (CCL2F2):
      £lªgaz¬ v Frªon l hai chÊt c¸ch ®iÖn khÝ ®−îc ding nhiÒu nhÊt, ®Ætc biÖt
l trong c¸c thiÕt bÞ Xquang, trong tô ®iÖn nh− nhau v b»ng 2.5 lÇn c−êng ®é
c¸ch ®iÖn cña kh«ng khÝ.
      Chóng cßn l nh÷ng khÝ tr¬, cã tÝnh æn ®Þnh ho¸ häc cao, nh−ng khi bÞ ion
ho¸ th× sinh ra mét Ýt chÊt ho¸ häc cã t¸c dông ¨n mßn kim lo¹i.
      NhiÖt ®é ho¸ láng cña chóng thÊp nªn cho phÐp sö dông chóng ë ¸p suÊt
cao (20at ®èi víi £lªgaz¬ v 6at ®èi víi Frªon).
      ë ¸p suÊt cao th× c−êng ®é c¸ch ®iÖn cña chóng ®−îc t¨ng lªn rÊt nhiÒu.
      - Nh−îc ®iÓm: gi¸ th nh rÊt cao.

3. KhÝ Hy®r« (H2)
      KhÝ Hy®r« rÊt nhÑ v cã hÖ sè t¶n nhiÖt lín nªn hay ®−îc dïng ®Ó l m
l¹nh m¸y ®iÖn thay cho kh«ng khÝ, mÆt kh¸c dïng Hy®r« ®Ó l m l¹nh sÏ gi¶
®−îc tæn hao c«ng suÊt do ma s¸t gi÷ r«to víi khÝ (v× tæn hao n y tû lÖ víi mËt
®é cña khÝ) v do ®ã n©ng cao ®−îc hiÖu suÊt cña m¸y ®iÖn.



Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                        30
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                         http://www.ebook.edu.vn
      Ngo i ra khi dïng khÝ Hy®r« ®Ó l m l¹nh m¸y ®iÖn, v× kh«ng cã oxy nªn
sÏ l m gi¶ tèc ®é gi cçi cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn h÷u c¬ v khö ®−îc sù cè ch¸t
cuén g©y khi cã ng¾n m¹ch bªn trong m¸y ®iÖn.
      Nh−îc ®iÓm cña viÖc sö dông khÝ Hy®r« ®Ó l m l¹nh m¸y ®iÖn l ph¶i bäc
kÝn m¸y ®iÖn, ph¶i gi÷ cho ¸p suÊt cña khÝ Hy®r« trong ¸y ®iÖn cao h¬n ¸p suÊt
khÝ quyÓn ®Ó cho kh«ng khÝ kh«ng lät v o chèng ch¸t næ g©y ra tai n¹n.

II. VËt liÖu c¸ch ®iÖn thÓ láng
            (DÇu má c¸ch ®iÖn v ®iÖn m«i láng tæng hîp)

1. DÇu má c¸ch ®iÖn
      DÇu má c¸ch ®iÖn l vËt liÖu c¸ch ®iÖn h÷u c¬ th−êng dïng
      DÇu má ®−îc lÊy tõ má dÇu sau khi qua c¸c biÖn ph¸p läc khö n−íc, bïn
v c¸c biÖn ph¸p tinh luyÖn t−¬ng ®èi phøc t¹p th× s÷ ®−îc mét lo¹i dÇu tèt v cã
nhiÒu c«ng dông trong lÜnh vùc kü thuËt ®iÖn v c«ng nghÖ ®iÖn.
      Th nh phÇn cñ yÕu cña dÇu má l c¸c nguyªn tè c¸cbon (C) v Hy®r«
(H2). C chiÕm 85 ÷ 87%, H2 chiÕm 11 ÷ 14% ngo i ra cßn cã mét sè chÊt kh¸c.
       * DÇu MBA
       a) C«ng dông: DÇu MBA ®−îc ding trong MBA víi môc ®Ých:
      − LÊp kÝn c¸c lç xèp cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn sîi, lÊp kÝn c¸c kho¶ng trèng
gi÷a c¸c cuén d©y víi vá ®Ó l t¨ng kh¶ n¨ng c¸ch ®iÖn cña c¸c vËt liÖu ®ã.
      − L m l¹nh c¸c cuén d©y v lâi tõ cña MBA.
      − ë trong c¸c m¸y ®iÖn, dÇu MBA cã t¸c dông dËp t¾t hå quang khi c¾t
®iÖn. Khi cã hå quang DÇu MBA sÏ bÞ ph©n ho¸ th nh khÝ Mªtan, hy®r« víi ¸p
lùc cao thæi t¾t hå quang.
      b) C¸c ®Æc tÝnh quan träng cña DÇu MBA
      - §é nhít: §é nhít cña DÇu MBA ®−îc quy ®Þnh: η = 1.8 E (®é lingler)
      NÕu ®é nhít qu¸ lín th× t¸c dông l m l¹nh sÏ kÐm.
      - §iÓm chîp ch¸y: §èi víi DÇu MBA ®−îc quy ®Þnh l ≥ +1350C (®iÓm
ch¸y l +1650C).
      - Tæn hao ®iÖn m«i: Víi tÇn sè 50 Hz th×: ë 200 quy ®Þnh tgδ <0.003
                                                 ë 700 quy ®Þnh tgδ <0.025
      - C−êng ®é c¸ch ®iÖn: L mét ®Æc tÝnh rÊt quan träng cña dÇu MBA,
c−êng ®é c¸ch ®iÖn cña dÇu phô thuéc v o nhiÒu yÕu tè nh− n−íc, t¹p chÊt, nhiÖt
®é, ¸p suÊt…

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                    31
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                       http://www.ebook.edu.vn
      Tiªu chuÈn vÒ c−êng ®é c¸ch ®iÖn cña DÇu MBA theo b¶ng sau:

                                  C−êng ®é c¸ch ®iÖn KV/2.5mm
            CÊp ®iÖn ¸p (KV)             (Kh«ng nhá h¬n)
                                 DÇu míi         DÇu cò
                   ≤6                 25               20
                 10 ÷ 35                30                25
                110 ÷ 220               40                35
              330; cao h¬n              50                45

       c) Sù gi cçi cña dÇu BMA
       Trong qu¸ tr×nh vËn h nh dÇu th−êng bÞ xÊu ®i, chÊt l−îng cña dÇu th−êng
bÞ gi¶ dÇn, ®ã l sù gi cçi cña dÇu.
       Khi dÇu bÞ gi cçi th× trong dÇu h×nh th nh nhiÒu keo nhùa, h¾c Ýn l m cho
dÇu cã m u tèi v ®Æc. Sù t¶n nhiÖt cña dÇu kÐm. ®é axit cña dÇu c ng t¨ng lªn
v tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn cña dÇu bÞ gi¶m.
       T«c ®é gi cçi cña dÇu sÏ t¨ng nhanh khi:
       − Cã t¹p chÊt trong dÇu do qu¸ tr×nh tinh luyÖn kh«ng khö hÕt hoÆc trong
qu¸ tr×nh vËn h nh ®Ó lät v o.
      − DÇu bÞ oxy ho¸, trong dÇu cã c¸cbua nªn khi tiÕp xóc víi kh«ngkhÝ
nhÊt l tiÕp xóc víi ozon sÏ bÞ oxy ho¸ m¹nh. Qu¸ tr×nh oxy ho¸ ®−îc ®Èy m¹nh
khi dÇu ë nhiÖt ®é cao.
      − Cã c¸c ph¶n øng ho¸ häc khi dÇu tiÕp xóc víi kim loai Cu, Fe, Pb… v
v i chÊt kh¸c cã t¸c dông nh− chÊt xóc t¸c cña sù gi cçi.
      − DÇu chÞu t¸c dông cña ¸nh s¸ng.
      d) T¸i sinh dÇu MBA
      Khi dÇu bÞ gi cçi, muèn sö dông l¹i ®−îc ph¶i t¸i sinh l¹i dÇu nghÜa l
ph¶i khö c¸c s¶n phÈm l m dÇu bÞ gi cçi, kh«i phôc l¹i c¸c tÝnh chÊt ban ®Çu,
kh«i phôc l¹i c¸c tÝnh chÊt ban ®Çu cña dÇu b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p läc.
      * Khö t¹p chÊt b»ng ph−¬ng ph¸p läc:
       − Dïng m¸y ®un: §em dÇu ®un lªn ®Õn 1000C, n−íc sÏ bÞ bèc h¬i bay
ra, ph−¬ng ph¸p n y chØ khö ®−îc n−íc v th−êng ding ë nh÷ng tr¹ ph¸t ®iÖn
nhá ch−a cã thiÕt bÞ ho n thiÖn.
      − Dïng m¸y ly t©m: M¸y n y l m cho dÇu quay víi tèc ®é lín (6000 ÷
10000 vßng/phót). D−íi t¸c dông cña lùc ly t©m c¸c t¹p chÊt c¬ giíi sÏ v¨ng ra.
Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                     32
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn
      Ph−¬ng ph¸p n y l m s¹ch nhanh nhÊt l víi m¸y ly t©m ch©n kh«ng,
trong qu¸ tr×nh läc kh«ng khÝ kh«ng lät v o ®−îc nªn kh«ng bÞ oxy ho¸.
       − Dïng m¸y läc Ðp: Dïng m¸y b¬m ®Ó Ðp dÇu ®i qua c¸c líp giÊy läc,
t¹p chÊt sÏ bÞ c¸c líp giÊy läc gi÷ l¹i.
       Ph−¬ng ph¸p n y cã thÓ läc ®−îc c¶ n−íc v t¹p chÊt r¾n v läc ®−îc c¶
nh÷ng h¹t bôi rÊt nhá, nh−ng khi läc c¸c thí cña giÊy läc cã thÓ r¬i v o dÇu.
       Do ®ã th−êng dïng phèi hîp c¶ hai ph−¬ng ph¸p dïng m¸y ly t©m v m¸y
läc Ðp sÏ ®¹t kÕt qu¶ tèt.
       * Khö t¹p chÊt b»ng ph−¬ng ph¸p hÊp thô:
       Ph−¬ng ph¸p hÊp thô l ph−¬ng ph¸p dïng c¸c hçn hîp hoÆc c¸c chÊt hÊp
thô ®Ó hÕt c¸c t¹p chÊt ho tan trong dÇu.
       Ng−êi ta cã thÓ tiÕn h nh hÊp thô c¸c ho¹t chÊt ho tan trong dÇu b»ng c¸c
biÖn ph¸p sau:
       − HÊp thô tiÕp xóc: Tr−íc hÕt ®un nãng dÇu ®Ó l m gi¶m ®é nhít cña
dÇu, sau ®ã khuÊy trén dÇu víi c¸c hîp chÊt hÊp thô ® nghiÒn nhá, c¸c hçn hîp
hÊp thô tiÕp xóc víi dÇu hót t¹p chÊt v l¾ng xuèng.
       − HÊp thô thÊm läc: Cho dÇu ® ®un nãng qua mét líp hçn hîp hÊp thô
dÇy, t¹p chÊt sÏ bÞ líp hÊp thô gi÷ l¹i.
       − HÊp thô th−êng xuyªn: Ph−¬ng ph¸p n y ding ë nh÷ng MBA cã c«ng
suÊt lín. Trong qu¸ tr×nh vËn h nh th× dÇu nãng nªn l−u th«ng qua chÊt hÊp thô,
ph−¬ng ph¸p n y h¹n chÕ sù gi cçi cña dÇu.
       Chó ý: Trong ph−¬ng ph¸p hÊp thô n y muèn khö ®−îc c¸c t¹p chÊt ho
tan trong dÇu th× ph¶i läc v khö hÕt c¸c t¹p chÊt c¬ giíi.

2. §iÖn m«i láng tæng hîp
      §èi víi c¸c lo¹i dÇu má cã nh÷ng −u ®iÓm l : RÎ tiÒn, s¶n xuÊt ®−îc
nhiÒu, nÕu l m s¹ch tèt th× tæn hao tgδ bÐ v c−êng ®é c¸ch ®iÖn cao. Nh−ng
khuyÕt ®iÓm cña dÇu má l dÔ ch¸t, dÔ næ, Ýt æn ®Þnh ho¸ häc khi cã nhiÖt ®é cao
v khi tiÕp xóc víi kh«ng khÝ, hÖ sè ®iÖn m«i bÐ, ph¹m vi l m viÖc bÞ gíi h¹n bëi
nhiÖt ®ä g©y nªn sù gi cçi v khi cã ®iÖn tr−êng t¸c dông. V× vËy ng−êi ta ®
nghiªn cøu c¸c lo¹i dÇu tæng hîp cã mét sè ®Æc tÝnh tèt h¬n dÇu má.
      Nguyªn t¾c ®Ó t¹o ra dÇu tæng hîp l sù clo ho¸ c¸c lo¹i c¸cbua hy®r«.

2.1. DÇu X«v«n C12H5Cl5:
      Thay 5 nguyªn tö Hy®r« trong cacbuahy®r« diphenyl C12H5 b»ng 5
nguyªn tö Clo.

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                     33
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                        http://www.ebook.edu.vn
      DÇu X«v«n l mét chÊt láng, cã ®Æc tÝnh nhiÖt l l m viÖc ë nhiÖt dé cao
h¬n so víi dÇu MBA v dÇu X«v«n trong suèt kh«ng m u.
      Trong ®iÖn tr−êng lín, dÇu X«v«n æn ®Þnh h¬n dÇu má v kh«ng bÞ ch¸y.
      Nh−ng nh−îc ®iÓm cña dÇu X«v«n l : §é nhít lín, v l m l¹nh kÐm v
®¾t h¬n dÇu má nhiÒu nªn Ýt dïng trong MBA.
      C«ng dông: Dïng tÈm giÊy c¸c tô ®iÖn dïng trong ®éng häc.

2.2. DÇu xèp t«n (C6H3Cl3)
       Do sù Clo ho¸ Benzen (C6H6) m ta cã. Thay 3 nguyªn tö Hy®r« b»ng 3
nguyªn tö Clo ng−êi ta ®−îc dÇu Xèpt«n, dÇu n y kh«ng ch¸y nh−ng kh«ng ding
®−îc trong m¸y c¾t ®iÖn v× chóng sinh nhiÒu cÆn v ¨n mßn kim lo¹i, mÆt khac
chóng l chÊt ®éc ®èi víi ng−êi nªn cÇn chó ý khi sö dông.
       Ngo i c¸c lo¹i dÇu má v dÇu tæng hîp th−êng gÆp nãi trªn th× cßn cã mét
sè lo¹i dÇu thùc vËt lÊy tõ h¹y cña mét sè c©y nh−: DÇu gai, dÇu thÇu dÇu…

3. DÇu gai v dÇu thÇu dÇu:

3.1. DÇu gai (dÇu kh«)
      Khi chÞu t¸c dông cña nhiÖt, ¸nh s¸ng v khi tiÕp xóc víi kh«ng khÝ th×
dÇu kh« l¹i v trë th nh mét líp r¾n g¾n chÆt v o c¸c chi tiÕt kh¸c v nã cã
c−êng ®é c¸ch ®iÖn cao, líp dÇu kh« chÞu ®−îc c¶ t¸c dông cñ dÇu má ngay c¶
khi ë nhiÖt ®é cao nh−ng Ýt chÞu ®−îc t¸c dông cña c¸cbua th¬m nh− Benzen.

3.2. DÇu thùc vËt
      DÇu n y kh« rÊt chËm. HoÆc kh«ng kh« nªn kh«ng cã sù gia c«ng ho¸
häc. V× vËy nã ®−îc dïng l m ®iÖn m«i láng (tÈm giÊy tô ®iÖn).
      DÇu thÇu dÇu kh«ng ho tan trong Benzen, Ðt x¨ng, r−îu etylen. ë 200 ®é
bÒn l 15 ÷ 20 Kv/mm; tgδ = 0.01 ÷ 0.03; ε = 4 ÷ 4.5.

III. VËt liÖu c¸ch ®iÖn r¾n h÷u c¬
1. Nhùa c¸ch ®iÖn
      Nhùa l mét nhãm vËt liÖu cã gèc kh¸c nhau v tÝnh chÊt phô thuéc v o
th nh phÇn ho¸ häc cña chóng.
      Nhùa l mét hçn hîp phøc t¹p cña c¸c lo¹i cao ph©n tö h÷u c¬ cã ®é trïng
hîp kh¸c nhau.




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                   34
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                        http://www.ebook.edu.vn
      ë nhiÖt ®é thÊp, nhùa l mét khèi v« ®Þnh h×nh, cã d¹ng thuû tinh v h¬i
dßn. ë nhiÖt ®é cao v nÕu gi÷ nhiÖt ®é trong thêi gian d i th× bÞ mÒm, dÎo v
nÕu ë nhiÖt ®é cao h¬n n÷a th× ho¸ láng.
      Nhùa dïng trong kü thuËt ®iÖn (KT§) l lo¹i kh«ng ho tan trong n−íc, Ýt
hót Èm nh−ng dÔ ho tan trong c¸c dung m«i h÷u c¬ t−¬ng øng.
      Nhùa cã tÝnh chÊt dÝnh, khi chuyÓn tõ tr¹ng th¸i láng sang r¾n th× b¸m
chÆt v o vËt liÖu m nã tiÕp xóc.
      Nhùa trong KT§ ®−îc dïng nhiÒu dÓ chÕ t¹o s¬n, hçn hî c¸ch ®iÖn, kÐo
th nh sîi.
      Tuú theo nguån gèc m ta cã thÓ chia nhùa ra l m hai lo¹i:
      - Nhùa thiªn nhiªn (nhùa tù nhiªn)
      - Nhùa nh©n t¹o.

1.1. Nhùa thiªn nhiªn
       L nhùa cã nguån gèc tõ ®éng vËt hay thùc vËt.
       a) Nhùa c¸nh kiÕn
       L mét lo¹i nhùa do mét lo¹i c«n trïng sèng ë vïng nhiÖt ®íi (§«ng nam
¸) sinh ra. Nã l nh÷n vÈy máng, dßn, m u n©u hay h¬i ®á.
       Th nh phÇn c¬ b¶n cña c¸nh kiÕn l c¸c axit h÷u c¬ cã kÕt cÊu phøc t¹p,
dÔ tan trong r−îu nh−ng kh«ng ho tan trong Cacbua hy®r«.
       C¸c ®Æc tÝnh ®iÖn cña c¸nh kiÕn nh− sau:
    §iÖn trë suÊt ρ = 1015 ÷ 1016 Ωcm; ε = 3.5; tgδ = 0.01; ECT = 20 ÷ 30
 KV/mm.
       ë nhiÖt ®é 50 ÷ 600 C th× dÎo, dÔ uèn, trªn 600C th× mÒm v ch¶y. Nh−ng
nÕu tiÕp tôc nung nãng n÷a th× nã dÏ ®éng l¹i vf mÊt tÝnh chÊt ho tan.
       C¸nh kiÕn trong lÜnh vùc c¸ch ®iÖn ®−îc dïng ®Ó chÕ t¹o s¬n dÇu ®Æc biÖt
l dïng ®Ó chÕ t¹o micanÝt.
       b) Nhùa th«ng
       L lo¹i nhùa dßn cã m u v ng hay n©u ®en, ®−îc chÕ t¹o b»ng c¸ch ch−ng
c¾t dÇu th«ng.
       Th nh phÇn c¬ b¶n cña nhùa th«ng l axit h÷u c¬. Nhùa th«ng cã thÓ ho
tan trong nhiÒu dung m«i nh− dÇu má nhÊt l khi ®un nãng c¸c lo¹i Cacbua
hy®r«, r−îu, dÇu th¶o méc...
      §Æc tÝnh cña nhùa th«ng: ρ = 1014 ÷ 1015 Ωcm; ECT = 10 ÷ 15 KV/mm.



Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                    35
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                           http://www.ebook.edu.vn
      V× lo¹i vËt liÖu cã ®Æc tÝnh nªn trÞ sè ε v tgδ cña nã phô thuéc v o t0.
NhiÖt ®é mÒm cña nhùa th«ng kho¶ng 50 ÷ 700 C
      C«ng dông: Nhùa th«ng pha víi dÇu má ®ª t¹o ra hçn hîp dïng ®Ó tÈm v
ng©m c¸p, dïng l m s¬n dÇu c¸ch ®iÖn.

1.2. Nhùa nh©n t¹o
      a) Nhùa cã tæn hao ®iÖn m«i bÐ (nhùa trung tÝnh)
      Bao gåm nh÷ng vËt liÖu trïng hîp cã nh÷ng tÝnh chÊt sau:
      − tgδ bÐ
      − Thuéc lo¹i dÎo, ®é mÒm phô thuéc v o kÕt cÊu v mËt ®é ph©n tö cña
      chóng.
      − Ýt hót Èm.
      − § n håi
       − ChÞu ®−îc t¸c dông cña axit, baz¬.
       Nhê ®Æc tÝnh tæn hao ®iÖn m«i bÐ nªn c¸c lo¹i vËt liÖu n y ®−îc dïng
nhiÒu trong kü thuËt cao tÇn nh− dïng l m c¸ch ®iÖn cña c¸p cao tÇn, cña c¸c
thiÕt bÞ v« tuyÕn truyÒn h×nh, v« tuyÕn ®Þnh vÞ, c¸p th«ng tin, gÇn ®©y mét sè lo¹i
® ®−îc dïng l m c¸ch ®iÖn cña c¸p ®iÖn lùc (nh− polyetylen) hoÆc dïng l m
hçn hîp c¸ch ®iÖn, d¹ng keo, s¬n (nh− polyez«, butylen, polystyr«n).
       * Nhùa Polyetylen: DÎo, dÔ uèn ë nhiÖt ®é thÊp, chÞu ®−îc t¸c dông cña
axit, baz¬.
       Cã c«ng dông: V× nã cã tæn hao nhá do ®ã ®−îc dïng trong c¸ch ®iÖn c¸p
cao tÇn.
       * Nhùa Polyezo butylen: Gièng ca su, rÊt dÝnh, cã tÝnh chÞu l¹nh tèt, ë
nhiÖt ®é (0 ÷ 800C) nã vÉn dÎo, cã ®é bÒn ho¸ häc, ®é hót Èm nhá, khi l m c¸ch
®iÖn ng−êi ta t¨ng thªm mét sè chÊt ®Ó nã cøng h¬n v dïng ®Ó bäc c¸p cao tÇn,
®Ó chÕ t¹o hçn hîp c¸ch ®iÖn v keo, ngo i ra gÇn ®©y cßn dïng ®Ó bäc c¸p thay
ch× v nh«m.
      * Nhùa Poly styron.
      L mét lo¹i nhùa trong suèt gÇn gièng thuû tinh, ë nhiÖt ®é thÊp th× kh¸
dßn v chÞu nhiÖt ®é kÐm, hót Èm Ýt, ®−îc dïng l m ®iÖn m«i trong kü thuËt cao
tÇn v siªu cao tÇn, l m vá bäc c¸c cuén d©y.
       b) Nhùa cã tæn hao ®iÖn m«i lín (nhùa cùc tÝnh)
      − Cã kÕt cÊu cùc tÝnh.
      − C−êng ®é c¸ch ®iÖn thÊp h¬n so víi lo¹i trung tÝnh.

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                        36
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn
       − tgδ lín.
       * Polyelovinit: Dïng l m c¸ch ®iÖn cña d©y ®iÖn tho¹i, day dÉn, l m vá
bäc c¸p, bá b×nh ¾c quy, chÕ t¹o s¬n.
       * Polymetyl meterilat: Trong suèt kh«ng cã m u nªn cã khi cßn gäi l
thuû tinh h÷u c¬, dïng trong c«ng nghiÖp chÕ t¹o m¸y bay. Trong kü thuËt ®iÖn
nhê tÝnh linh ho¹t khi tiÕp xóc víi hå quang lo¹i n y sinh ra nhiÒu lo¹i khÝ nh−:
CO; H2, SO2... cã thÓ dËp t¾t hå quang nªn ®−îc dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c thiÕt bÞ
chèng sÐt v c¸c thiÕt bÞ cÇn dËp hå quang kh¸c.
       * Nhùa Fenol – Fomandehit
       Tuú theo h m l−îng Fenol – Fomandehit m ta cã Bakenit hoÆ Novol¾c.
       Bakenit ®−îc dïng ®Ó tÈm gç v chÕ t¹o c¸c chÊt dÎo, v¶i tÈm nhùav
giÊy.
       Novol¾c: th−êng dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chÊt dÎo.
       * Epocxit: Th−êng dïng ®Ó chÕ t¹o hçn hîp c¸ch ®iÖn t¹o s¬n keo v c¸c
lo¹i chÊt dÎo.

1.3. Bitum
       Bitum l mét lo¹i v¹t liÖu thuéc nhãm v« ®Þnh h×nh cã cùc tÝnh, th nh
phÇn cña nã gåm cã Cacbua hy®r«, oxy v l−u huúnh.
       Bitum cã m u n©u hoÆc ®en, ë nhiÖt ®é thÊp th× dßn, khi vì cã h×nh xo¾n
èc, rÊt Ýt hót Èm, kh«ng ho tan trong n−íc v r−îu nh−ng ho tan trong dÇu.
       Tuú theo nguån gèc m ng−êi ta chia Bitum l m hai lo¹i:
       − Lo¹i tù nhiªn gäi l Alfan: lo¹i n y th−êng cã nh÷ng t¹p chÊt kho¸ng
s¶n.
      − Lo¹i nh©n t¹o: §−îc ch−ng cÊt tõ dÇu má m cã thÓ dïng ®Ó chÕ t¹o
hçn hîp c¸ch ®iÖn, dïng ®Ó s¬n, tÈm.

2. VËt liÖu sîi
       VËt liÖu sîi ®−îc dïng nhiÒu trong lÜnh vùc KT§ v v« tuyÕn ®iÖn. VËt
liÖu sîi ®−îc chia ra l m hai nhãm:
       − VËt liÖu sîi h÷u c¬
       − VËt liÖu sîi v« c¬ nh− ami¨ng, sîi thuû tinh.
      * VËt liÖu sîi h÷u c¬
      Nguyªn liÖu l c¸c lo¹i thùc vËt nh− gç, giÊy b«ng, sîi; ®éng vËt nh− t¬i
t»m, gÇn ®©y ng−êi ta cßn dïng vËt liÖu sîi cã gèc l vËt liÖu tæng hîp.



Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                      37
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                            http://www.ebook.edu.vn
       §Æc ®iÓm cña vËt liÖu sîi h÷u c¬ l rÊt xèp, hót Èm m¹nh nªn tÝnh chÊt
®iÖn kh«ng cao. §Ó n©ng cao c−êng ®é c¸ch ®iÖn th× ph¶i dïng biÖn ph¸p sÊy v
tÈm, biÖn ph¸p n y kh«ng ho n to n l m mÊt ®Æc tÝnh hót Èm v c¸c lç nhá trong
vËt liÖu rÊt bÐ th−êng kho¶ng 10-8cm, do ®ã s¬n v prafin kh«ng lÊp ®−îc hÕt c¸c
lç ®ã nªn n−íc vÉn lät v o ®−îc. Tuy vËy biÖn ph¸p tÈm cßn cã t¸c dông n©ng
cao tÝnh dÉn nhiÖt v gi¶ kh¶ n¨ng ion ho¸ kh«ng khÝ trong lç xèp v n©ng cao
®−îc ®é bÒn c¬ giíi cña vËt liÖu.
       Sau ®©y ta xÐt mét sè lo¹i vËt liÒu sîi th−êng dïng:

2.1. Gç
      §Æc ®iÓm riªng cña nã phô thuéc v o c¸c yÕu tè l tuæi thä, lo¹i gç, vÞ trÝ
n¬i mäc, gç cã ®é bÒn c¬ giíi cao, øng suÊt kÐo δk = (700 ÷ 1300 kg/cm2)
      - Nh−îc ®iÓm: hót Èm m¹nh nªn c−êng ®é c¸ch ®iÖn gi¶m v l m cho gç
dÔ cong, dÔ môc v dÔ ch¸y.
      §Ó n©ng cao c−êng ®é c¸ch ®iÖn cña dç ng−êi ta th−êng s¬n tÈm gç b»ng
prafin hoÆc dÇu gai. Sau khi s¬n tÈm th× tÝnh hót Èm gi¶m, c−êng ®é c¸ch ®iÖn
t¨ng v chèng môc.
      C«ng dông: ChÕ t¹o c¸c tay cÇm cña bé phËn truyÒn ®éng trong dao c¸ch
ly v m¸y c¾t dÇu, l m gi¸ ®ì cho c¸c chi tiÕt dïng ®Ó chªm trong MBA v m¸y
ph¸t ®iÖn

2.2. GiÊy
      L lo¹i vËt liÖu cã sîi ng¾n, th nh phÇn chñ yÕu l Xenlulo.
      Muèn lÊy Xenlulo thuÇn tuý tõ trong gç ra ®Ó l m giÊy c¸ch ®iÖn ph¶i qua
ph¶n øng ho¸ häc víi baz¬ ®Ó khö t¹p chÊt l m gi¶m tÝnh dÉn ®iÖn cña giÊy.
      C¸c lo¹i giÊy c¸ch ®iÖn gåm cã:
      + GiÊy c¸p: Lo¹i n y th−êng cã ®é d y 0,08; 0,12; 0,77, v ®−îc dïng l m
c¸ch ®iÖn trong c¸p ®iÖn lùc, c¸p kiÓm tra, giÊy c¸p cã c¸c ®Æc ®iÓm sau:
      - Søc bÒn c¬ giíi cao (dai xo¾n kh«ng r¸ch)
      - C−êng ®é c¸ch ®iÖn lóc ch−a tÈm kho¶ng 8 ÷ 10Kv/mm. Sau khi tÈm
b»ng hç hîp dÇu, nhùa th«ng th× ®¹t tíi 70 ÷ 80 Kv/mm.
      + GiÊy tô ®iÖn:
      Dïng ®Ó l m ®iÖn m«i trong tô ®iÖn giÊy, cã chiÒu d y 0,002 ÷ 0,007mm,
c−êng ®é chäc thñng c¸ch ®iÖn lóc ch−a tÈm 35 ÷ 40 Kv/mm. §Ó tô ®iÖn ®−îc an
to n víi c−êng ®é ®iÖn tr−êng cao th× giÊy tô ®iÖn ph¶i rÊt ®ång nhÊt v kh«ng
cã t¹p chÊt. Gi¸ th nh lo¹i giÊy n y rÊt cao.

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                     38
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                      http://www.ebook.edu.vn
2.3. C¸t t«ng
      Dïng trong KT§ v ®−îc chÕ t¹o tõ sîi thùc vËt nh− giÊy nh−ng cã ®é d y
lín v cã hai lo¹i nh− sau:
      Lo¹i dïng trong dÇu: cã cÊu tróc xèp, mÒm h¬n, dïng chñ yÕu trong
MBA, cã ®é d y 2,5 ÷ 3mm v cã c−êng ®é chäc thñng c¸ch ®iÖn ECT > 7,5
Kv/mm.

2.4. VËt liÖu dÖt
       Dïng trong c¸ch ®iÖn cã gèc l Xenlulo, cã ®é bÒn h¬n giÊy, khi ®é Èm
t¨ng th× c−êng ®é c¸ch ®iÖn gi¶m nhanh h¬n giÊy (v× cã rÊt nhiÒu lç nhá). VËt
liÖu dÖt bao gåm nh÷ng lo¹i sau:
       a) Bã sîi (do nhiÒu sîi v¶i se l¹i)
       Sîi dïng chÕ t¹o bã sîi co sthÓ l sîi thùc vËt nh− b«ng, sîi ®éng vËt nh−
t¬ t»m hoÆc c¸c sîi tæng hîp. Lo¹i n y th−êng dïng c¸ch ®iÖn cho d©y dÉn.
       b) B¨ng v¶i
       Th−êng dïng d−íi d¹ng tÈm s¬n v ®−îc dïng ®Ó c¸ch ®iÖn chñ yÕu trong
c¸c m¸y ®iÖn v chèng va ch¹m c¬ giíi cho cuén d©y m¸y ®iÖn.
       c) T¬ tù nhiªn v t¬ nh©n t¹o
        - T¬ tù nhiªn lÊy tõ kÐn t»m, sîi t¬ cã ®−êng kÝnh hiÖu dông 0,01 ÷ 0,015
mm, víi t¬ n y th× líp c¸ch ®iÖn sÏ máng h¬n v¶i, chÞu ®−îc t¸c dông cña Èm,
c−êng ®é c¬ giíi cao v ®Ñp h¬n v¶i nh−ng v× ®¾t tiÒn nªn rÊt Ýt dïng.
        - T¬ nh©n t¹o: Gåm cã t¬ Visco v t¬ Axetat: lo¹i n y dÔ d ng ho tan
trong c¸c dung m«i thÝch hîp, t¬ Visco cã tÝnh chÊt ®iÖn kÐm h¬n c¶ v¶i, cßn t¬
Axetat th× l¹i tèt h¬n c¶ t¬ tù nhiªn.
      d) V¶i s¬n: Dïng l m c¸ch ®iÖn ®−îc chÕ t¹o tõ v¶i b«ng hay b»ng lôa ®
®−îc tÈm b»ng s¬n dÇu hay s¬n bitum. V¶i cã t¸c dông vÌ søc bÒn cßn s¬n th×
n©ng cao c−êng ®é chäc thñng c¸ch ®iÖn.
      - NÕu dïng s¬n dÇu th× v¶i s¬n cã:
              ECT = 30 Kv/mm (sîi b«ng)
              ECT = 50 KV/mm (®èi víi sîi t¬)
       NÕu tÈm b»ng s¬n Bitum th× ECT = 70 ÷ 90Kv/mm v¶i.

3. Cao su
      §Æc ®iÓm: Cao su cã tÇm quan träng trong lÜnh vùc KT§ v ®êi sèng, cã
tÝnh ® n håi rÊt cao, Ýt thÊm n−íc.



Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                      39
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                        http://www.ebook.edu.vn
      Cao su tù nhiªn do ng−ng tô tõ mñ cÊy cao su v khö t¹p chÊt m cã. Lo¹i
n y nÕu nng ®Õn 500 th× mÒm v trë nªn dÝnh, ë nhiÖt ®é thÊp th× dßn v× vËy
kh«ng ®−îc dïng ®Ó chÕ t¹o c¸ch ®iÖn.
      Cßn cao su dïng trong c«ng nghiÖp l cao su tù nhiªn ® ®−îc l−u ho¸
nghÜa l cao su tù nhiªn ®−îc ®un nãng v cho thªm l−u huúnh v o.
      Khi ®−îc l−u ho¸ cao su sÏ cã tÝnh chÞu nhiÖt v tÝnh chÞu l¹nh cao, søc
bÒn c¬ giíi v chÞu ®−îc t¸c dông cña c¸c dung m«i.
      Tuú theo tû lÖ l−u huúnh trong cao su m cã c¸c lo¹i cao su kh¸c nhau.

3.1. Cao su mÒm
      Cã tû lÖ l−u huúnh tõ 1 ÷ 3%, cßn gäi l Renzin. Lo¹i n y cã tÝnh ® n håi
v ®é d n cao.
      KhuyÕt ®iÓm cña Renzin l tÝnh chÞu nhiÖt thÊp (khi nung nã th× gi v trë
nªn dßn v nøt), Ýt chÞu t¸c dông cña dÇu mì, benzen, Ýt chÞu ®−îc t¸c dông cña
¸nh s¸ng ®Æc biÖt l tia cùc tÝm v× nã gi nhanh, Ýt chÞu ®−îc t¸c dông cña ozon
nhÊt l khi l m viÖc ë tr¹ng th¸i c¨ng (chèng gi ). Khi tiÕp xóc víi ®ång th× ¨n
mßn ®ång sinh ra Sunfua ®ång.
      GÇn ®©y ng−êi ta ® chÕ t¹o ra lo¹i cao su mÒm cã tÝnh chÞu nhiÖt rÊt cao
v cã thÓ cho tiÕp xóc víi ®ång b»ng c¸ch trong qu¸ tr×nh l−u ho¸ kh«ng dïng
l−u huúnh thuÇn tuý m cã pha thªm mét sè chÊt kh¸c.
      Trong c«ng nghiÖp ®iÖn Renzin ®−îc dïng l m c¸ch ®iÖn trong c¸p, d©y
dÉn, chÕ t¹o c¸c dông cô an to n nh− g¨ng tay, ñng c¸ch ®iÖn, th¶m c¸ch ®iÖn.

3.2. Cao su cøng (£bonit)
      L lo¹i cao su trong ®ã cã 30 ÷ 35% l l−u huúnh. £b«nit l lo¹i vËt liÖu
r¾n cã kh¶ n¨ng chÞu ®−îc t¶i träng xung.
      Ngo i ra cao su tù nhiªn cßn cã c¸c lo¹i cao su tæng hîp nh−:
      - Cao su Butadien dïng l m ®iÖn m«i cao tÇn.
      - Cao su Coropen cã tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn kh«ng cao, kh«ng chÞu ®−îc dÇu,
ozon nªn chØ dïng l m vá b¶o vÖ cña c¸p.

IV. S¬n
       S¬n l mét dung dÞch keo bao gåm nhùa, bitum, dÇu kh« v c¸c chÊt t−¬ng
tù t¹o nªn.
       §Æc ®iÓm: Sau khi xÊy kh« th× c¸c dung m«i bay h¬i (dung m«i ho tan
c¸c chÊt trªn) cßn cã gèc s¬n sÏ chuyÓn sang tr¹ng th¸i r¾n t¹o th nh mét m ng
s¬n.
Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                    40
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                        http://www.ebook.edu.vn
      C¨n cø v o c«ng dông ng−êi ta chia th nh 3 lo¹i s¬n:

1. S¬n tÈm
       Dïng ®Ó tÈm c¸c lo¹i vËt liÖu c¸ch ®iÖn r¾ng, xèp hay sîi (v¶i, gç, giÊy,
c¸ch ®iÖn cuén d©y MBA).
       Sau khi tÈm s¬n sÏ lÊp kÝn c¸c lç xèp nªn n©ng cao ®−îc c−êng ®é c¸ch
®iªn, gi¶m tÝnh hót Èm, nang cao ®−îc søc bÒn c¬ giíi v t¨ng nhiÖt dÉn cña vËt
liÖu c¸ch ®iÖn.

2. S¬n b¶o vÖ (s¬n bäc)
       Lo¹i n y dïng ®Ó chÕ t¹o ra mét líp m ng s¬n ch¾c, l¸ng bãng phñ lªn bÒ
mÆt vËt liÖu sau khi ® ®−îc tÈm n»m tiÕp tôc n©ng cao ®iÖn trë suÊt mÆt PS v
Utd mÆt ngo i t¨ng dÉn ®Õn tÝnh hót Èm gi¶m v gi¶m ®−îc tÝnh b¸m bôi, ®ång
thêi l m cho bÒ mÆt ngo i ®Ñp h¬n.
       Trong lo¹i s¬n b¶o vÖ cã c¸c lo¹i sau:
      − S¬n men cã m u: L nh÷ng lo¹i s¬n trong ®ã c¸c chÊt s¾c tè (th−êng l
c¸c «xyt kim lo¹i) l m cho s¬n cã m u, t¨ng c−êng ®é c¬i giíi v tÝnh dÉn nhiÖt.
      − S¬n men b¶o vÖ kim lo¹i: §−îc dïng ®Ó quÐt lªn c¸c l¸ thÐp dïng l m
g«ng tõ trong m¸y ®iÖn, MBA ®ª c¸ch ®iÖn v chèng ¨n mßn.
       − S¬n men b¸n dÉn: §−îc dïng trong c¸c bé d©y cña m¸y ®iÖn cã ®iÖn
¸p cao nh»m l m cho ®iÖn tr−êng ph©n bè ®Òu h¬n däc bã d©y nhÊt l nh÷ng chç
bÎ gãc cña c¸c bèi d©y.

3. S¬n d¸n
        Dïng ®Ó d¸n c¸c vËt liÖu c¸ch ®iÖn r¾n víi nhau (nh− khi chÕ t¹o
micanit) hoÆc d¸n vËt c¸ch ®iÖn r¾n víi kim lo¹i. S¬n n y cã tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn
cao, hót Èm Ýt c cã ®é dÝnh cao.

V. ®iÖn m«i s¸p vµ hçn hîp c¸ch ®iÖn
1. §iÖn m«i s¸p
       §−îc dïng trong kü thuËt ®iÖn v« tuyÕn ®iÖn, cã m u tr¾ng hoÆc v ng
t−¬i, nã l mét chÊt c¸ch ®iÖn r¾n, dÔ nãng ch¶y v dÔ ch¸y, cã kÕt cÊu m¹ng
tinh thÓ, ®é bÒn c¬ thÊp, Ýt hót Èm, khi ®«ng ®Æc th× co l¹i kh¸ nhiÒu.

1.1.Parafin
      Thuéc lo¹i vËt liÖu trung tÝnh cã kÕt cÊu tinh tÓ, nhiÖt ®é nãng ch¶y l
  0
52 C cßn ë nhiÖt ®é b×nh th−êng th× æn ®Þnh vÒ ho¸ häc.

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                     41
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                            http://www.ebook.edu.vn
       ë nhiÖt ®é cao dÔ bÞ «xy ho¸, kh«ng ho tan trong n−íc v r−îu, nh−ng
ho tan tan cacbua hy®r« láng v ®−îc dïng dÓ tÈm giÊy tô ®iÖn, c¸p v mét sè
vËt liÖu Xenlul«.

1.2. Xªrªzin
      Thuéc lo¹i vËt liÖu trung tÝnh cã kÕt cÊu tinh thÓ, ë nhiÖt ®é nãng ch¶y l
750C, cã trÞ sè ®iÖn trë suÊt lín h¬n ®iÖn trë suÊt cña Parafin, cã hÖ sè ®iÖn m«i ε
Ýt phô thuéc v o nhiÖt ®é h¬n so víi Parafin.

1.3. Vazelin
      ë nhiÖt ®é b×nh th−êng l mét chÊt nöa láng, l mét hçn hîp cña Cacbua
hy®r« láng v r¾n. Dïng ®Ó tÈm giÊy tù nhiªn.

2. Hçn hîp c¸ch ®iÖn
      Hçn hîp c¸ch ®iÖn l mét hîp cña c¸c vËt liÖu ®iÖn c¸ch ®iÖn kh¸c nhau
nh− BItum, s¸p, Xenlul«. Khi ®un ®Õn nhiÖt ®é cao sÏ chuyÓn sang tr¹ng th¸i
láng v khi ®Ó nguéi th× ®«ng l¹i. §Ó n©ng cao tÝnh chÊt cña hçn hîp c¸ch ®iÖn
n y ng−êi ta thªm v o hçn hîp nh÷ng chÊt phô nh− bét th¹ch anh, bét ®¸ tan.
Theo c«ng dông chia hçn hîp ra th nh 2 lo¹i sau:

2.1. Lo¹i ®Ó tÈm
      §Ó n©ng cao c−êng ®é chäc thñng c¸ch ®iÖn cña mét sè vËt liÖu cã tÝnh
hót Èm cao, ng−êi ta th−êng dïng Bitum cã nhiÖt ®é mÒm cao ®Ó chÕ t¹o hçn
hîp. Dïng ®Ó tÈm c¸c cuén d©y Stato cña m¸y ph¸t ®iÖn (kh«ng dïng tÈm cuén
R«to).
      DÇu má cã pha thªm nhùa th«ng hoÆc c¸c lo¹i nhùa tænghîp khac ®−îc
dïng ®Ó ®æ v o c¸c ®Çu c¸p hoÆc chç nèi c¸p ®Ó b¶o vÖ cho c¸ch ®iÖn kh«ng bÞ
Èm ®Ó n©ng cao ®iÖn ¸p phãng ®iÖn gi÷a ruét víi vá c¸p b¶o vÖ chç nèi kh«ng bÞ
h− háng c¬ giíi.

2.2. Lo¹i ®Ó ng©m
      §Ó lÊp kÝn c¸c khe hë gi÷a c¸c chi tiÕt k¸ch nhau trong thiÕt bÞ ®iÖn ®Ó
n©ng cao ®iÖn ¸p phãng ®iÖn. T¨ng kh¶ n¨ng cÇn nhiÖt v t¨ng kh¶ n¨ng chèng
Èm.




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                         42
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn

V. VËt liÖu c¸ch ®iÖn r¾n v« c¬ thUû
tinh – vËt liÖu gèm – mi ca
      VËt liÖu c¸ch ®iÖn (VLC§) r¾n v« c¬ gåm cã: Gèm, thuû tinh, mica.
VLC§ r¾n v« c¬ cã mét vÞ trÝ quan träng trong c«ng nghiÖp ®iÖn v v« tuyÕn
®iÖn. VLC§ r¾n v« c¬ cã c¸c ®Æc tÝnh sau:
      − ChÞu nhiÖt ®é cao, khã ch¸y
      − PhÇn lín kh«ng hót Èm
      − Cã ®Æc tÝnh ®iÖn v c¬ giíi tèt, æn ®Þnh
       − ChÞu ®−îc t¸c dông cña m«i tr−êng, cã ho¹t tÝnh cao, Ýt bÞ gi cçi v
chÞu ®−îc t¸c dông cña bøc x¹ cã n¨ng l−îng cao.
      − L nguyªn liÖu rÎ tiÒn.

1. VËt liÖu gèm
        L vËt liÖu v« c¬ dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chi tiÕt cã h×nh d¹ng kh¸c nhau.
Tr−íc kia gèm ®−îc chÕ t¹o chñ yÕu l ®Êt sÐt, khi ho×a víi n−íc th nh mét chÊt
dÎo cho v o khu«n th× ®−îc c¸c chi tiÕt kh¸c nhau sau ®ã nung cøng. HiÖn nay
vËt kiÒu gèm cã h m l−îng ®Êt sÐt rÊt Ýt hoÆc kh«ng cã ®Êt sÐt, th nh phÇn chñ
yÕu cña nã l th¹ch anh, cao lanh, tinh th¹ch.
       §Ó chÕ t¹o sø th× ®em th¹ch anh, cao lanh, tinh th¹ch nghiÒn nhá sau ®o
khö hÕt t¹p chÊt tréng víi n−íc ®Ó t¹o th nh mét chÊt dÎo, sau ®ã khö hÕt n−íc
råi cho chÊt dÎo ®ã v o khu«n ®Ó cã c¸c chi tiÕt, mang c¸c chi tiÕt ®i tr¸ng mem
v nung cøng. Sau khi nung cã c¸c ®Æc ®iÓm sau:
      δN = 4000 ÷ 6000 kg/cm2; δN = 350 ÷ 500 kg/cm2; ρ = 104 ÷ 105 Ωcm
      HÖ sè ®iÖn m«i ε = 6 ÷ 7; Tang cña gãc tæn hao ®iÖn m«i tgδ = 0,015 ÷
0,02
Ýt dßn h¬n v chÞu ®−îc nhiÒu t¸c dông cña c¸c nh©n tè ho¸ häc.
       C−êng ®é ®iÖn tr−êng chäc thñng c¸ch ®iÖn ECT = 10 ÷ 35 KV/mm.
       Nhê cã líp mem bªn ngo i nhÉn bãng nªn gi¶m ®−îc tÝnh hót Èm cña sø
l m cho sø cã thÓ chÞu ®−îc Èm cña kh«ng khÝ n©ng cao ®−îc ®iÖn ¸p phãng
®iÖn mÆt ngo i v h¹n chÕ ®−îc dßng dß.
       C«ng dông: L m c¸ch ®iÖn cho ®−êng d©y (nh− sø ®ì , sø treo), sø dïng
trong tr¹m (sø ®ì, sø xuyªn) v thiÕt bÞ chèng sÐt.




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                     43
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn
2. Thuû tinh
      Thuû tinh l lo¹i vËt liÖu v« ®Þnh h×nh, th nh phÇn cña thuû tinh l mét
hçn hîp phøc t¹p cña c¸c lo¹i «xit, trong ®ã chñ yÕu l SiO2
      Dùa v o c«ng dông th× cã c¸c lo¹i thuû tinh sau:
       a) Thuû tinh tô ®iÖn
       Dïng l m m«i chÊt trong tô ®iÖn, dïng trong c¸c bé läc cao thÕ. Trong
c¸c m¸y ph¸t sãng ®iÖn ¸p v dßng ®iÖn xung kÝch lo¹i n y cÇn cã ε l;ín, c−êng
®é c¸ch ®iÖn cao v gãc tæn hao nhá.
      b) Thuû tinh dïng trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn
      Dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chi tiÕt ®Þnh h×nh, sø c¸ch ®iÖn, c¸c chi tiÕt trong
dông cô ®o l−êng, lo¹i n y cÇn cã tÝnh chÞu nhiÖt cao, ®Æc biÖt khi cã sù thay ®æi
®ét ngét cña nhiÖt ®é v c−êng ®é ®iÖn tr−êng.
      c) Thuû tinh l m ®Ìn
      Dïng l m bãng ®Ìn v trong c¸c dông cô ®iÖn tö, lo¹i n y yªu cÇu ph¶i
h n ®−îc víi kim lo¹i (Vonfram,Molipden) yªu cÇu ph¶i chó ý ®Õn hÖ sè d n në.
      d) Men thuû tinh
      L lo¹i thuû tinh dÔ ch¸y, dïng ®Ó bäc c¸c s¶n phÈm.
      e) Sîi thuû tinh
      Thuû tinh ®−îc kÐo h×nh th nh sîi mÒm ®Ó chÕ t¹o vËt liÖu dÖt nh− v¶i
b»ng thuû tinh, øng dông l m c¸ch ®iÖn cho cuén d©y cña M¸y ph¸t ®iÖn.

3. Mica
      L lo¹i vËt liÖu c¸ch ®iÖn v« c¬ thuéc lo¹i kho¸ng s¶n (gèc l quÆng) cã
mét vai trß quan träng trong kü thuËt ®iÖn. Mica cã ®Æc tÝnh t«t nh−: c−êng ®é c¬
giíi v c−êng ®é c¸ch ®iÖn cao, ®é uèn lín, chÞu ®−îc nhiÖt v chÞu È do ®ã
Mica ®−îc dïng l m c¸ch ®iÖn trong thiÕt bÞ quan träng, ®Æc biÖt l l m c¸ch
®iÖn c¸c M¸y ®iÖn cã ®iÖn ¸p cao, c«ng suÊt lín v l m ®iÖn mooi cña tô ®Ön.
      Dùa v o th nh phÇn ho¸ häc ng−êi ta chia mica ra l m hai lo¹i sau:
a) Mica Mutscovit
      Th nh phÇn ho¸ häc (K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O) cã m u tr¾ng, h¬i ®á hoÆc
h¬i xanh cã ®é bÒn c¬ cao dÔ uèn v co d n tèt, ®iÖn trë suÊt ρ = 104 ÷ 106 Ωm.
HÖ sè ®iÖn m«i ε = 7, tgδ = 150.10-4.
      TÝnh chÞu nhiÖt ë 100÷1500C, tÝnh chÞu nhiÖt v c¬ giíi kh«ng ®æi tõ 500
÷ 6000C th× h¬i n−íc trong Mica bèc h¬i, Mica phãng lwn c−êng ®é c¸ch ®iÖn v
c¬ giíi sÏ bÞ gi¶m.


Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       44
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                           http://www.ebook.edu.vn
      NÕu tiÕp tôc t¨ng nhiÖt ®é th× kÕt cÊu tinh thÓ Mica bÞ ph¸ huû dÇn, khi t0
= 1250÷13000C th× Mica bÞ bèc ch¸y.
       C«ng dông: L m c¸ch ®iÖn trong c¸c v nh gãp ®iÖn v l m ®iÖn m«i trong
c¸c tô ®iÖn, l m c¸ch ®iÖn cho c¸c m¸y ®iÖn cã c«ng suÊt lín v ®iÖn ¸p cao.
b) Mica Fl«gpÝt (Mica hæ ph¸ch)
       Tth nh phÇn ho¸ häc (K2O.6MgO.Al2O3.6SiO2.2H2O)
       Cã m u ®en hay ®en n©u, ®Æc tÝnh vÒ ®iÖn thÊp h¬n so víi lo¹i trªn, ®iÖn
trë suÊt ρ = 1013 ÷ 1014Ωcm, tgδ = 500.10-4; TÝnh chÞu nhiÖt cao h¬n hai lo¹i trªn
nªn th−êng dïng l m c¸ch ®iÖn trong c¸c thiÕt bÞ nung, khi t0 = 500 ÷ 9000C th×
tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn v c¬ bÞ gi¶m.
       C«ng dông: L m c¸ch ®iÖn trong m¸y ®iÖn cã c«ng suÊt lín v ®iÖn ¸p
cao, dïng l m b n l , má h n, bÕp ®iÖn.
c) C¸c s¶n phÈm cña Mica (chÕ t¹o tõ gèc Mica)
       - Micalit: L lo¹i Mica cã d¸n vËt liÖu h÷u c¬ l giÊy hoÆc v¶i b»ng c¸c
lo¹i keo hoÆc nhùa dÝnh, tÝnh chÞu kÐo sÏ cao h¬n so víi Mica nguyªn chÊt.
Ng−êi ta cã thÓ s¶n xuÊt th nh tÊm, th nh cuén, tÝnh chÞu nhiÖt cao v× Mica
chiÕm 50% v dïng tÊm c¸ch ®iÖn trong m¸y ®iÖn.
       - Micalªch: L lo¹i vËt liÖu gåm 60% l Mica, 40% l thuû tinh dÔ ch¸y v
®−îc Ðp nãng ë nhiÖt ®é 6000C víi ¸p lùc 500 ÷ 700 kg/cm2. Cã tÝnh chÞu nhiÖt
cao, c−êng ®é c¬ giíi cao, kh¶ n¨ng bÞ va ®Ëp v chÞu hå quang rÊt lín.
        ECT = 10 ÷ 20 KV/mm; tgδ = 0.03 ÷ 0.01; ε = 6 ÷ 8.5
        Micalech chÞu ®−îc t¸c dông cña Èm, nh−ng Ýt ®−îc t¸c dông cña axit v
baz¬.
      Micalech chÕ t¹o khã, ph¶i cã lß c«ng suÊt lín, nhiÖt ®é cao v m¸y cã
thuû lùc lín nªn Micalªch ®¾t v Ýt ®−îc dïng réng r i m th−êng chØ ®−îc dïng
cho v« tuyÕn ®iÖn.




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       45
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                             http://www.ebook.edu.vn


           Ch−¬ng VI: VËt liÖu dÉn ®iÖn
I. TÝnh chÊt c¬ b¶n cña vËt liÖu dÉn ®iÖn
1. Kh¸i niÖm
      VËt liÖu dÉn ®iÖn (VLD§) cã thÓ l vËt liÖu r¾n, láng v trong nh÷ng ®iÒu
kiÖn nhÊt ®Þnh cã thÓ l thÓ khÝ.
       − ThÓ r¾n: §ång, nh«m, s¾t
       − ThÓ láng: C¸c kim lo¹i nãng ch¶y, c¸c d©y dÉn ®iÖn ph©n v thuû ph©n
       − ThÓ khÝ: l tÊt c¶ c¸c khÝ v h¬i kÓ c¶ h¬i kim lo¹i khi c−êng ®é ®iÖn
tr−êng v−ît qu¸ trÞ sè giíi h¹n sÏ g©y ra ion ho¸ va ch¹m v chÊt khÝ trë th nh
vËt dÉn.

2. C¸c tÝnh chÊt c¬ b¶n
a) §iÖn dÉn suÊt v ®iÖn trë suÊt
      §iÖn trë: L quan hÖ gi÷a ®iÖn thÕ kh«ng ®æi ®Æt lªn vËt v dßng ®iÖn
ch¹y qua trong vËt dÉn ®ã:
                                                 l
                                           R=ρ
                                                 s
      ρ: §iÖn trë suÊt cña vËt liÖu (Ωm)
      l: L chiÒu d i d©y dÉn
      s: TiÕt diÖn d©y dÉn
      §iÖn dÉn: L ®¹i l−îng nghÞch ®¶o cña ®iÖn trë
                                            11
                                       G=     
                                            RΩ
      §iÖn trë suÊt ρ: L ®iÖn trë cña d©y dÉn chiÒu d i l 1 ®¬n vÞ v tiÕt diÖn
l 1 ®¬n vÞ.
      §iÖn dÉn suÊt: L ®¹i l−îng nghÞch ®¶o víi ®iÖn trë suÊt cña d©y
           1
dÉn: γ =
           ρ
      §iÖn trë suÊt v ®iÖn dÉn suÊt thay ®æi rÊt lín theo nhiÖt ®«.
b) HÖ sè nhiÖt ®é cña ®iÖn trë suÊt (αp)
      §iÖn trë suÊt cã quan hÖ víi nhiÖt ®é theo c«ng thøc:
                                      pt = p0(1+αpt)
      Trong ®ã:    pt: §iÖn trë suÊt ë nhiÖt ®é t

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                         46
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn
                  P0: §iÖn trë suÊt ë nhiÖt ®é ban ®Çu t0
                   αp: HÖ sè nhiÖt ®é cña ®iÖn trë suÊt.
      HÖ sè nhiÖt ®é cña ®iÖn trë suÊt
                                            (p1 − p 0 )
                                     αp =
                                               p0 t
      C¸c kim lo¹i nguyªn chÊt ë thÓ r¾n cho trÞ sè nhiÖt ®é gÇn b»ng nhau v
®−îc x¸c ®Þnh α = 1/273 ≈ 0,004
       Tuy nhiªn khi chuyÓn tr¹ng th¸i r¾n sang láng ®a sè c¸c kim lo¹i cã ®iÖn
trë suÊt t¨ng.
c) NhiÖt dÉn suÊt
       NhiÖt dÉn suÊt l kh¶ n¨ng truyÒn nhiÖt cña vËt dÉn, nã cã quan hÖ víi
®iÖn dÉn suÊt. §a sè c¸c kim lo¹i cã nhiÖt dÉn suÊt lín, nÕu gäi nhiÖt dÉn suÊt
lín l δt = at.
      δ:     §iÖn dÉn suÊt cña vËt dÉn
      a:     HÖ sè phô thuéc v o lo¹i vËt dÉn
      t:     NhiÖt ®é tuyÖt ®èi
d) Søc nhiÖt ®iÖn ®éng
                                                                     mV

       Khi cã hai thanh kim lo¹i kh¸c nhau tiÕp xóc víi nhau,
gi÷a chóng sÏ xuÊt hiÖn mét hiÒu ®iÖn thÕ gäi l hiÖu ®iÖn
thÕ tiÕp xóc.
       Nguyªn nh©n g©y ra hiÖu ®iÖn thÕ tiÕp xóc l do c«ng
tho¸t ®iÖn tõ cña c¸c kim lo¹i kh¸c nhau.
       §iÖn tö cña thanh kim lo¹i cã c«ng tho¸t bÐ sÏ khuyÕch t¸n qua chç tiÕp
xóc sang thanh kim lo¹i cã c«ng tho¸t lín v t¹o ra hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai thanh.
       NhiÖt ®é c ng cao th× ®iÖn tö khuyÕch t¸n sang nhau c ng nhiÒu v nhiÒu
®iÖn thÕ tiÕp xóc c ng lín. §o hiÖu ®iÖn thÕ tiÕp xóc cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc nhiÖt
®é chç tiÕp xóc.
       Nh− vËy chç tiÕp xóc gi÷a hai thanh kim lo¹i kh¸c nhau l mét nguån
®iÖn. Søc ®iÖn ®éng cña nguån n y phô thuéc v o nhiÖt ®é nªn gäi l søc nhiÖt
®iÖn ®éng.
       HiÖn t−îng nªu trªn ®−îc øng dông l m nhiÖt ngÉu do nhiÖt ®é v l m c¸c
cÆp pin nhiÖt ®iÖn.
e) TÝnh chÊt c¬ giíi



Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                     47
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                        http://www.ebook.edu.vn
      TÝnh chÊt c¬ giíi l tÝnh chÊt quan träng cña vËt dÉn, ®−îc ®Æc tr−ng bëi
                                                     ∆ϕ
giíi h¹n bÒn kÐo δk v ®é d n d i t−¬ng ®èi khi ®óc      .
                                                      l


II. VËt liÖu cã ®iÖn dÉn cao
      VËt liÖu cã ®iÖn dÉn cao nh− Cu, Al, Fe trong ®ã ®ång, nh«m ®−îc sö
dông réng r i.

1. §ång
       §ång l vËt liÖu quan träng trong tÊt c¶ c¸clo¹i vËt liÖu dïng trong kü
thuËt ®iÖn.
      − Cã ®iÖn trë suÊt nhá ρ = 0,0172 (Ωmm2/m) v γ = 58 (m/Ωmm2)
      − §é bÒn c¬ giíi t−¬ng ®èi cao.
      − ë nhiÖt ®é b×nh th−êng chÞu ®−îc t¸c dông cña m«i tr−êng.
        − DÔ gia cong, h n g¾n dÔ d ng.
       a) §ång nguyªn chÊt: Lo¹i n y tû lÖ t¹p chÊt rÊt Ýt (0,05%) trong ®ã cã
thªm mét sè nguyªn tè m tû lÖ kh«ng ®¸ng kÓ nh− kÏm, magiª, thiÕc, nh«m.
Lo¹i ®ång n y th−êng cã m u ®á, mÒm v ®−îc dïng l m thanh dÉn, ruét c¸p v
c¸c tiÕp ®iÓm dÉn ®iÖn.
       b) §ång kh«ng cã Oxy: Lo¹i n y l−îng t¹p chÊt chiÕm 0,06% v l−îng
Oxy nhá l 0,02%, cã c−êng ®é c¬ giíi tèt khi gia c«ng theo ph−¬ng ph¸p kÐo
nguéi sÏ l m cho ®ång cøng l¹i, lo¹i n y cã ®é d n d i bÐ v cã sù ® n håi khi
u«n. Nã ®−îc ¸p dông l m v nh tr−ît cæ gãp trong M¸y ph¸t ®iÖn, l m lß so dÉn
®iÖn trong c¸c ®ång hå ®o.
       Khi gia c«ng b»ng ph−¬ng ph¸p nãng th× ®−îc mét lo¹i ®ång mÒm cã søc
bÒn c¬ giíi kÐm nh−ng cã ®iÖn dÉn cao v dïng l m d©y dÉn ®−êng ®iÖn trªn
kh«ng v hÖ thèng thanh gãp trªn tr¹m biÕn ¸p.
       c) C¸c hîp kim cña ®ång.
      − §ång thanh: Khi pha chÕ ®ång víi thiÕc, Silic, phèt pho th× sÏ cho c¸c
s¶n phÈm gäi l ®ång thanh, cã ®é bÒn kÐo t¨ng, ®iÖn trë suÊt lín v ®Æc tÝnh c¬
lín h¬n vãi ®ång nguyªn chÊt.
       − §ång pha víi kÏm ®−îc s¶n phÈm l ®ång thau cã ®é d n d i cao v ®é
bÒn kÐo cao h¬n so víi ®ång nguyªn chÊt, lo¹i n y dïng l m c¸c chi tiÕt dÉn
®iÖn lß xo.



Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                   48
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                            http://www.ebook.edu.vn
2. Nh«m
       L vËt dÉn quan träng thø hai sau ®ång, ®ã l kim lo¹i m u b¹c tr¾ng
thuéc kim lo¹i nhÑ h¬n ®ång 3,5 lÇn v cã hÖ sè d n në d i, nhiÖt dung riªng v
nhiÖt ®é nãng ch¶y cao h¬n ®ång.
       Trong kü thuËt ®iÖn th−êng dïng lo¹i d©y nh«m cã t¹p chÊt chiÕm 0,05%
dïng l m vËt dÉn d−íi d¹ng l¸ nh«m, thanh nh«m v d©y dÉn nhiÒu sîi. §é bÒn
c¬ cña nh«m nhá h¬n ®ång.
       VÝ dô: Cïng tiÕt diÖn, cïng chiÒu d i th× ®iÖn trë cña d©y nh«m > 1,63 lÇn
d©y ®ång. VËy ®Ó ®iÖn trë d©y kh«m b»ng d©y ®ång th× ®−êng kÝnh cña d©y
nh«m ph¶i lín h¬n 1,3 lÇn d©y ®ång.
       * ¦u ®iÓm: Gi¸ th nh rÎ, khi nh«m bÞ oxy ho¸ th× líp vá ngo i cã t¸c
dông b¶o vÖ kh«ng cho ¨n mßn tiÕp.
       * Nh−îc ®iÓm: Kh¶ n¨ng chèng kÐo kÐm.
Chó ý: HiÖn t−îng ¨n mßn ®iÖn ho¸ gi÷a chç tiÕp xóc ®ång v nh«m, nÕu trong
vïng tiÕp xóc cã ®é Èm lín th× sÏ ph¸t sinh ra cÆp pin côc bé cã trÞ sè søc ®iÖn
®éng kh¸ cao v cã dßng ®iÖn ®i tõ nh«m sang ®ång. KÕt qu¶ l m cho d©y nh«m
bÞ ph©n huû v× bÞ ¨n mßn nhanh. V× vËy chç nèi d©y ®ång víi d©y nh«m ng−êi ta
lu«n lu«n chó ý b¶o vÖ chèng Èm tèt.
       Ngo i viÖc ding d©y nh«m nguyªn chÊt l m vËt dÉn, ng−êi ta cßn ding hîp
kim nh«m cã thªm mét sè nguyªn tè Mg, Si, Fe kh«ng qóa 1% víi môc ®Ých
t¨ng ®é bÒn c¬ giíi. §−êng d©y t¶i ®iÖn trªn kh«ng ding phæ biÕn nhiÒu lo¹i d©y
nh«m cã lâi thÐp dÓ t¨ng ®é bÒn c¬ giíi.

3. S¾t
         L kim lo¹i rÎ tiÒn, dÔ gia c«ng v cã ®é bÒn cao, s¾t nguyªn chÊt cã ®iÖn
trë suÊt lín h¬n nhiÒu so víi ®ång v nh«m ρ = 0,1 Ωmm2. NÕu s¾t cã chøa t¹p
chÊt gäi l thÐp th× ®iÖn trë suÊt t¨ng.
       Dßng ®iÖn xoay chiÒu trong s¾t sÏ g©y nªn hiÖu øng bÒ mÆt b tæn hao tõ
trÔ. S¾t ding l m vËt dÉn cã tû lÖ C¸cbon 0,1÷0,13% l lo¹i s¾t mÒm, s¾t th−êng
cã kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn yÕu ngay ë nhiÖt ®é b×nh th−êng v ®Æc biÖt l khi ®é
Èm cao th× bÞ gØ nhanh, v× vËy trªn bªt mÆt cña s¾t c©n ®−îc b¶o vÖ mét líp kim
lo¹i bÒn h¬n nã, vÝ dô nh− m¹ kÏm.

III. VËt liÖu dÉn ®iÖn cã ®iÖn trë cao
      VËt liÖu cã ®iÖn trë cao d−íi d¹ng hîp kim ®−îc dïng trong c¸c dông cô
®o, l m ®iÖn trë mÉu, biÕn trë v c¸c dông cô ®èt nãng b»ng ®iÖn.

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                      49
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                      http://www.ebook.edu.vn
1. Manganin
      L hîp kim ding phæ biÕn trong c¸c dông cô ®o ®iÖn v l m ®iÖn trë mÉu.
Manganin l hîp kim cã ®ång l 86%; Mangan (Mn) 12%; Niken (Ni) 2%. §iÖn
trë suÊt ρ = 0,42 ÷ 0,52 Ωmm2/m.
       NhiÖt ®é l m viÖc cho phÐp t0LVCP = 2000C
       C«ng dông: L m ®iÖn trë Sun, ®iÖn trë phô trong ®ång hå ®o, l m sîi
nung trong thiÕt bÞ nung.

2. Constantan
      L hîp kim cña ®ång (Cu) v Niken (Ni). §ång chiÕm 60%; Niken ChiÕm
40%. §iÖn trë suÊt ρ = 0,48 ÷ 0,52 Ωmm2/m. NhiÖt ®é l m viÖc cho phÐp t0LVCP
= 5000C.
      Dïng l m c¸c d©y biÕn trë, dông cô ®èt nãng b»ng ®iÖn v ding l m nhiÖt
ngÉu ®Ó ®o nhiÖt ®é.

3. Hîp kim Cr«m - Niken
      L hîp kim cña Niken (Ni), Cr«m (Cr), Mangan (Mn) trong ®ã Ni = 60%,
Cr = 15%, Mn = 1.5% cßn l¹i l c¸c chÊt kh¸c.
     §iÖn trë suÊt ρ = 1 ÷ 1,2 Ωmm2/m.
     NhiÖt ®é l m viÖc cho phÐp t0LVCP = 10000C
     C«ng dông: Dïng l m l ®iÖn, bÕp ®iÖn, má h n, b n l

4. Hîp kim Cr«m - Nh«m
     L hîp kim rÎ tiÒn dïng trong thiÕt bÞ ®èt nãng b»ng ®iÖn c«ng suÊt lín.
Hîp kim n y cøng v dßn nªn khã kÐo th nh sîi v th nh b¨ng v¶i.




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                 50
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn


         Ch−¬ng VII: VËt liÖu dÉn tõ
I. TÝnh chÊt chung cña vËt liÖu dÉn tõ
1. Nguyªn nh©n g©y ra tÝnh chÊt tõ cña vËt liÖu dÉn tõ.
       Nguyªn nh©n chñ yÕu l dong chuyÓn ®éng trong cña c¸c ®iÖn tö quay
xung quanh trôc cña nã gäi l Spin ®iÖn tõ v chuyÓn ®éng xung quanh h¹t nh©n.
       ChuyÓn ®éng ®ã t¹o ra dßng ®iÖn vßng v g©y ra m«men tõ. Trong tr¹ng
th¸i c−êng ®é ®iÖn tr−êng b»ng 0 th× tæng m«men tõ trong vËt liÖu s¾t tõ b»ng 0.

2. Sù tõ ho¸ vËt liÖu s¾t tõ
      Sù tõ ho¸ vËt liÖu s¾t tõ phô thuéc v o kÕt cÊu cña vËt liÖu v phô théc v o
ph−¬ng tõ ho¸ ®èi víi vËt kiÖu s¾t tõ DÔ
                                                                            Trung
®ã.                                                                          b×nh
      VÝ dô: §èi víi tinh thÓ s¾t th×:
      − Tõ ho¸ theo c¸c c¹nh cña
                                                                          Khã
khèi th× dÔ d ng h¬n so víi chiÒu
®−êng chÐo cña khèi.                                   Tinh thÓ s¾t
      − Cßn tõ ho¸ theo chiÒu ®−êng chÐo cña bÒ mÆt th× trung b×nh.

3. Qu¸ tr×nh tõ ho¸ vËt liÖu s¾t tõ
       D−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng ngo i sÏ
                                                                       H=0
l m cho c¸c m«men tõ xoay theo ph−¬ng cña
tõ tr−êng ngo i. HiÖn t−îng b o ho tõ trong
vËt liÖu s¾t tõ x¶y ra khi c¸c miÒn tõ ho¸                             H yÕu
kh«ng cßn phô thuéc v o tõ trßng ngo i v cac
m«men tõ cña tÊt c¶ c¸c miÒn ®Òu ® xoay
theo h−íng cña tõ tr−êng ngo i.                                        H m¹nh
       Qu¸ tr×nh tõ ho¸ cña vËt liÖu tõ ®−îc
®¸nh gi¸ b»ng ®−êng cong tõ ho¸ B = f(H). H                           H rÊt m¹nh
l ®−êng cong tõ tr−êng.                                               b o ho
      − §−êng (1) øng víi lo¹i s¾t ®Æc biÖt
hay l s¾t nguyªn chÊt.
      − §−êng (2) øng víi s¾t chiÕm 99,98% .
      − §−êng (3) øng víi lo¹i cã 99,92% l s¾t.


Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                        51
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn
      Qua ®−êng cong tõ ho¸ ng−êi ta x¸c ®Þnh ®−îc ®é thÈm tõ µ. §é thÈm tõ
l tû sè cña ®−êng c¶m øng tõ B v c−êng ®é tõ tr−êng H.
                             B
                        µ=
                             H
                                                                          (1)
      NÕu tõ ho¸ øng víi tõ tr−êng xoay chiÒu ta sÏ
®−îc chu tr×nh tõ trÔ. Trªn chu tr×nh tõ trÔ cã nh÷ng                     (2)

®iÓm ®¸ng chó ý:                                                          (3)
      − §iÓm 1 cã H = 0; B =B0
       − §iÓm 2 cã H = HC; B = 0 (HC gäi l lùc khö
       tõ)
      Khi tõ ho¸ víi tõ tr−êng xoay chiÒu vËt liÖu s¾t tõ cã tæn hao do tõ ho¸
gåm hai phÇn: Tæn hao tõ trÔ v tæn hao do dßng ®iÖn xo¸y.
      Nh− trªn: Tæn hao tõ trÔ do khi vËt liÖu s¾t tõ tõ ho¸ ë trong tr−êng xoay
chiÒu sÏ cã tæn hao tõ trÔ v tæn hao ®éng chñ yÕu l do dßng ®iÖn xoay chiÒu
g©y nªn bëi sù c¶m øng trong vËt liÖu s¾t tõ ®èi víi lo¹i vË liÖu m tæn hao do
dßng ®iÖn xo¸y th× phô thuéc v o ®iÖn trë suÊt, nÕu ®iÖn trë suÊt cña vËt liÖu s¾t
tõ c ng cao th× dßng ®iÖn xo¸y c ng nhá.
                                  B
                                 Bmax

                        B = B0


             H = HC

                                                         H




II. C¸c lo¹i vËt liÖu s¾t tõ
      Trong kü thuËt ®iÖn (KT§) vËt liÖu s¾t tõ ®−îc chia l m 3 nhãm:

1. VËt liÖu s¾t tõ cã tÇn sè thÊp
      Lo¹i n y cã µ lín, lùc khö tõ nhá v tæn hao tõ trÔ nhá, nã ®−îc dïng l m
lâi MBA, l m nam ch©m ®iÖn. §Ó gi¶m tæn hao dßng ®iÖn xo¸y, trong c¸c MBA
th−êng dïng lo¹i vËt liÖu s¾t tõ mÒm cã ®iÖn trë l¬n.

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                        52
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                          http://www.ebook.edu.vn
      a) S¾t kü thuËt
      Tû lÖ % s¾t chiÕm kh¸ cao ngo i ra cßn cã mét sè t¹p chÊt kh¸c nh−:
Cacbon, L−u huúnh, Mangan, Silic, v c¸c nguyªn tè kh¸c l m xÊu tÝnh chÊt tõ
cña nã. Lo¹i n y cã ®iÖn trë t−¬ng ®èi thÊp nªn sö dông Ýt.
      C«ng dông: L m m¹ch tõ cã tõ th«ng kh«ng ®æi
      b) ThÐp l¸ kü thuËt ®iÖn ( KT§)
      Lo¹i n y chñ yÕu dïng trong KT§, th nh phÇn chñ yÕu l s¾t, ngo i ra cßn
cã Silic, Silic chiÕm ≤ 5%, sù cã mÆt cña Silic sÏ khö ®−îc oxy ho¸, lo¹i n y cã
suÊt tæn hao nhá, ®iÖn trë suÊt cao v tuú theo ph−¬ng ph¸p c¸n nãng hay c¸n
nguéi m cã c¸c lo¹i thÐp kh¸c nhau.
       c) Pecmal«i
       L hîp kim cña s¾t v Niken, tuú theo h m l−îng cña Niken m chia
Pecmal«i ra l m hai lo¹i sau:
       − Pecmal«i nhiÒu Niken, Ni = 72 ÷ 80%
       C«ng dông: L m lâi cuén c¶m cã kÝch th−íc nhá , l m MBA ©m tÇn nhá
v c¸c MBA xung v trong khuÕch ®¹i tõ.
       Pecmal«i Ýt Niken, Ni = 40 ÷ 50%, cã c¶m øng tõ b o ho lín gÊp ®«i so
víi lo¹i nhiÒu Ni. Do ®ã nã ®−îc dïng l m lâi MBA lùc, l m lâi cuén c¶m v
c¸c dông cô cÇn cã mËt ®é tõ th«ng cao.
       §−a th nh phÇn cña Pecmal«i c¸c t¹p chÊt nh− §ång, Mangan, Polip®en
th× t¸c dông cñ© Mangan n©ng cao ®iÖn trë suÊt cña Pecmal«i. T¸c dông cña
Polip®en l m cho Pecmal«i chÞu ®−îc biÕn d¹ng. T¸c dông cña §ång l m cho ®é
thÈm tõ trong ph¹ vi tõ tr−êng bÐ.

2. VËt liÖu s¾t tõ mÒm tÇn sè cao
      a) Tõ m«i
      L vËt liÖu do Ðp bét cña chÊt liªn kÕt h÷u c¬ hay v« c¬ víi vËt liÖu s¾t tõ.
Th nh phÇn c¬ b¶n gåm C¸cbon, Pecmal«i, v Alsife.
      Yªu cÇu ph¶i cã tÝnh tõ tèt, chÊt liªn kÕt ph¶i cã kh¶ n¨ng ®Ó t¹on nªn m n
c¸ch ®iÖn ch¾c ch¾n gi÷a c¸c h¹t v g¾n kiÒn c¸c h¹t víi nhau v cã cïng mét ®é
d y.
      Tõ m«i cÇn c¬ tæn hao ®iÖn m«i bÐ, cã ®é tõ thÈm µ æn ®Þnh víi thêi gian
v khi nhiÖt ®é thay ®æi. VËt liÖu n y dïng l m lâi c¸c cuén c¶m cña bé läc M¸y
ph¸t ®iÖn.
      b) Ferit


Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                       53
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                            http://www.ebook.edu.vn
       L lo¹i vËt liÖu cã ®iÖn dÉn ®iÖn tõ bÐ, ®iÖn trë suÊt cña nã lín h¬n v¹t liÖu
s¾t tõ (tõ 1011 ÷ 1016) lÇn, do ®ã n¨ng l−îng tæn hao ë cïng tÊn sè cao rÊt bÐ.
       Céng dông: §−îc dïng nhiÒu trong kü thuËt v« tuyÕn ®iÖn tõ, Ferit l hÖ
thèng gåm cã oxyt s¾t v oxyt kim lo¹i, Ferit chia l m 4 lo¹i:
        - Ferit mÒm
        - Ferit cao tÇn
        - Ferit cã ®−êng tõ trÔ hÑp
        - Ferit tõ cøng.
      ∗ Ferit tõ mÒm: L hîp kim cña Niken v KÏm cã c¶m øng tõ B ®¹t
0,3Tesla. Lùc khö tõ ®¹t HC = 0,2 ¬tsxtet
      Dïng l m cuén d©y cña bé läc, dïng l m m n tõ, dïng l m mâi MBA
xung, lâi MBA quÐt m nh trong v« tuyÕn truyÕn h×nh.
      *Ferit cao tÇn: L lo¹i Ferit cã chøa nhiÒu oxyt Mangan, nã ®−îc dïng
trong ph¹m vi tÇn sè cao, khu dïng trong tÇn sè cao nã sÏ xuÊt hiÖn nhiÒu tÝnh
chÊt ®Æc biÖt cã thÓ ®iÒu khiÓn ®−îc b»ng c¸ch cho tr−êng t¸c dông thay ®æi.
      C«ng dông: Dïng ®Ó chÕt t¹o phÇn tö ®iÒu khiÓn v dÉn sãng, chÕ t¹o c¸c
®æi nèi.
      *Ferit cã ®−êng tõ trÔ hÑp: Cã c¶m øng tõ d− B0 lín gÇn b»ng trÞ sè c¶m
øng tõ Bmax. Lùc khö tõ HC bÐ. Tõ ho¸ nã ®−îc dïng ë tr¹ng th¸i tõ ho¸ víi c¶m
øng tõ +B0 v -B0.
      C«ng dông: Dïng l m c¸c ph©n tö ®æi nèi víi hai tr¹ng th¸i æn ®Þnh v c¸c
phÇn tö nhí trong m¸y tÝnh ®iÖn tö.
      * Ferit cøng: L vËt liÖu cøng.

3. VËt liÖu cøng
      Lo¹i n y cã lùc khö tõ HC lín, ®−êng cong tõ trÔ lín.
      C«ng dông: Dïng l m nam ch©m vÜnh cöu. §Æc tr−ng cña nã l cho n¨ng
l−îng ra bªn ngo i lín.
      VËt liÖu dïng l m nam ch©m vÜnh cöu ®¬n gi¶n nhÊt l thÐp chøa Silic,
      Vonfram, Cr«m, Molip®en, ngo i ra cßn cã c¸c hîp kim (gåm Al, Ni, Fe).




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                         54
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                                  http://www.ebook.edu.vn

                                        M CL C
L i nói    u

               CH−¬NG I: S          PHÂN C C C A I N MÔI
I. cÊu t¹o vËt chÊt                                                                  4
  1. C¸c d¹ng liªn kÕt vËt chÊt.                                                     4
  2. ThuyÕt miÒn n¨ng l−îng                                                          5

II. sù ph©n cùc cña ®iÖn m«i                                                         6
  1. HiÖn t−îng ph©n cùc                                                             6
  2. HÖ sè ®iÖn m«i (ε)                                                              7

III. C¸c d¹ng ph©n cùc cña ®iÖn m«i                                                  8
  1. Theo c¸c lo¹i phÇn tö tÝch ®iÖn tham gia v o qu¸ tr×nh ph©n cùc.                8
  2. Theo c¸c d¹ng t¸c dông cã c¸c d¹ng sau:                                         9
  3. Theo vËn tèc ph©n cùc                                                           9
  4. S¬ ®å ®¼ng trÞ cña ®iÖn m«i                                                    10

IV. hÖ sè ®iÖn m«i cña c¸c lo¹i m«i chÊt                                            11
  1. H»ng sè ®iÖn m«i cña ®iÖn m«i khÝ                                              11
  2. H»ng sè ®iÖn m«i cña chÊt láng                                                 11
  3. H»ng sè ®iÖn m«i cña chÊt r¾n                                                  12

            CH−¬NG II: TÍNH D N                   I N C A I N MÔI
I. §Æc ®iÓm cña ®iÖn m«i trong ®iÖn tr−êng                                          14

II. Kh¸i niÖm chung vÒ ®iÖn dÉn cña ®iÖn m«i                                        14
  1. §iÖn dÉn ®iÖn tö (dßng chuyÓn dÞch)                                            15
  2. §iÖn dÉn ion                                                                   15
  3. §iÖn dÉn di (dßng ®iÖn dß)                                                     15

III. ®iÖn dÉn cña c¸c ®iÖn m«i khÝ                                                  16

IV. ®iÖn dÉn cña c¸c ®iÖn m«i láng                                                  17
  1. §iÖn dÉn ion cña c¸c ®iÖn m«i láng                                             17
  2. §iÖn dÉn ®iÖn di                                                               17

V. §iÖn dÉn cña c¸c ®iÖn m«i r¾n                                                    18

    CH−¬NG III: S             PHÓNG I N TRONG I N MÔI KHÍ
I. kh¸i niÖm chung                                                                  19
  I. Sù phãng ®iÖn trong ®iÖn m«i khÝ                                               19

II. C¸c d¹ng phãng ®iÖn trong ®iÖn m«i khÝ                                          19

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                            55
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                                   http://www.ebook.edu.vn
  1. Phãng ®iÖn to¶ s¸ng                                                             19
  2. Phãng ®iÖn tia löa                                                              20
  3. Phãng ®iÖn hå quang                                                             20
  4. Phãng ®iÖn vÇng quang                                                           20

II. HiÖn t−îng ion ho¸ kÝch thÝch kÕt hîp khuÕch t¸n                                 20
  1. HiÖn t−îng ion ho¸                                                              20
  2. HiÖn t−îng kÝch thÝch                                                           21
  3. HiÖn t−îng kÕt hîp                                                              21
  4. HiÖn t−îng khuÕch t¸n                                                           21

III. c¸c d¹ng ion ho¸ - c¸c hÖ sè                                                    22
  1. C¸c d¹ng ion ho¸                                                                22
  1.1. Ion ho¸ bÒ mÆt                                                                22
  1.2. Ion ho¸ thÓ tÝch                                                              22
  2. C¸c hÖ sè ion ho¸                                                               23
  2.1. HÖ sè ion ho¸ do ®iÖn tö va ch¹m (hÖ sè Taoxen 1 – Ký hiÖu α)                 24
  2.2. HÖ sè ion ho¸ do ion d−¬ng va ch¹m (hÖ sè Taoxen 2 – Ký hiÖu β)               24
  2.3. HÖ sè ion ho¸ mËt (hÖ sè Taoxen 3 – Ký hiÖu δ)                                24

         CH−¬NG IV: §ÆC TÝNH C¬ LÝ HO¸ C A ®IÖN M«I

I. ®Æc tÝnh vËt lý cña ®iÖn m«i                                                      25
  1. TÝnh hót Èm v tÝnh thÊm n−íc cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn                             25
  1.1. TÝnh hót Èm                                                                   25
  1.2. TÝnh thÊm n−íc cña ®iÖn m«i (tÝnh hÊp thô)                                    26
  2. §Æc tÝnh nhiÖt cña ®iÖn m«i                                                     26
  2.1. TÝnh chÞu nhiÖt cña ®iÖn m«i                                                  26
  2.2. §iÓm chíp ch¸y v ®iÓm ch¸y                                                    27
  2.3. §é nhít                                                                       27
  2.4. NhiÖt dÉn cña ®iÖn m«i                                                        28
  2.5. D n në nhiÖt                                                                  28

ii. §Æc tÝnh c¬ giíi cña ®iÖn m«i                                                    28
  1. Søc bÒn chÞu kÐo, nÐn, uèn cña vËt liÖu                                         28
  2. §é gißn                                                                         29
  3. §é cøng                                                                         29

III. ®Æc tÝnh ho¸ häc cña ®iÖn m«i                                                   29

                     CH−¬NG V: VËT LIÖU C¸CH ®IÖN

I. VËt liÖu c¸ch ®iÖn thÓ khÝ                                                        30
  1. Kh«ng khÝ:                                                                      30
  2. KhÝ £lªgaz¬ (SP6) v Frªon (CCL2F2):                                             30
  3. KhÝ Hy®r« (H2)                                                                  30

II. VËt liÖu c¸ch ®iÖn thÓ láng                                                      31
  1. DÇu má c¸ch ®iÖn                                                                31
  2. §iÖn m«i láng tæng hîp                                                          33
  2.1. DÇu X«v«n C12H5Cl5:                                                           33
Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                             56
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                  http://www.ebook.edu.vn
  2.2. DÇu xèp t«n (C6H3Cl3)                                        34
  3. DÇu gai v dÇu thÇu dÇu:                                        34
  3.1. DÇu gai (dÇu kh«)                                            34
  3.2. DÇu thùc vËt                                                 34

III. VËt liÖu c¸ch ®iÖn r¾n h÷u c¬                                  34
  1. Nhùa c¸ch ®iÖn                                                 34
  1.1. Nhùa thiªn nhiªn                                             35
  1.2. Nhùa nh©n t¹o                                                36
  1.3. Bitum                                                        37
  2. VËt liÖu sîi                                                   37
  2.1. Gç                                                           38
  2.2. GiÊy                                                         38
  2.3. C¸t t«ng                                                     39
  2.4. VËt liÖu dÖt                                                 39
  3. Cao su                                                         39
  3.1. Cao su mÒm                                                   40
  3.2. Cao su cøng (£bonit)                                         40

IV. S¬n                                                             40
  1. S¬n tÈm                                                        41
  2. S¬n b¶o vÖ (s¬n bäc)                                           41
  3. S¬n d¸n                                                        41

V. ®iÖn m«i s¸p v hçn hîp c¸ch ®iÖn                                 41
  1. §iÖn m«i s¸p                                                   41
  1.1.Parafin                                                       41
  1.2. Xªrªzin                                                      42
  1.3. Vazelin                                                      42
  2. Hçn hîp c¸ch ®iÖn                                              42
  2.1. Lo¹i ®Ó tÈm                                                  42
  2.2. Lo¹i ®Ó ng©m                                                 42

V. VËt liÖu c¸ch ®iÖn r¾n v« c¬ thû tinh – vËt liÖu gèm –
mi ca                                                     43
  1. VËt liÖu gèm                                                   43
  2. Thuû tinh                                                      44
  3. Mica                                                           44

                      CH−¬NG VI: VËT LIÖU DÉN ®IÖN

I. TÝnh chÊt c¬ b¶n cña vËt liÖu dÉn ®iÖn                           46
  1. Kh¸i niÖm                                                      46
  2. C¸c tÝnh chÊt c¬ b¶n                                           46

II. VËt liÖu cã ®iÖn dÉn cao                                        48
  1. §ång                                                           48
  2. Nh«m                                                           49
  3. S¾t                                                            49

III. VËt liÖu dÉn ®iÖn cã ®iÖn trë cao                              49

Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                            57
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn                                    http://www.ebook.edu.vn
  1. Manganin                                                                         50
  2. Constantan                                                                       50
  3. Hîp kim Cr«m - Niken                                                             50
  4. Hîp kim Cr«m - Nh«m                                                              50

                       CH−¬NG VII: VËT LIÖU DÉN T

I. TÝnh chÊt chung cña vËt liÖu dÉn tõ                                                51
  1. Nguyªn nh©n g©y ra tÝnh chÊt tõ cña vËt liÖu dÉn tõ.                             51
  2. Sù tõ ho¸ vËt liÖu s¾t tõ                                                        51
  3. Qu¸ tr×nh tõ ho¸ vËt liÖu s¾t tõ                                                 51

II. C¸c lo¹i vËt liÖu s¾t tõ                                                          52
  1. VËt liÖu s¾t tõ cã tÇn sè thÊp                                                   52
  2. VËt liÖu s¾t tõ mÒm tÇn sè cao                                                   53
  3. VËt liÖu cøng                                                                    54




Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng                                                              58

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:109
posted:8/1/2011
language:Vietnamese
pages:56
nguyen cuong nguyen cuong huong dan kiem tien http://meocon-kiemtienonline.blogspot.com/
About