Меню

Пропускает ли стекло электрический ток



Пропускает ли стекло электрический ток

Александр Марков

Электрический ток — передача возбуждения электронных оболочек атомов. Все есть атомы. Все атомы имеют определенное количество электронных орбит — оболочек, и они всегда взаимодействуют. В большей или меньшей степени. Даже диэлектрики проводят(передают возбуждение электронных оболочек) ток.

Белый Фрилендер

Верно. При нагревании стекло начинает проводить ток

Александр Марков

👍🤝

Если стекло рассматривать как электротехнический материал, то оно не проводит электрический ток. То есть стекло относится к диэлектрическим материалам, в нем нет свободных электрически заряженных частиц. Размышляя более глубоко, то выяснится, что сто процентного диэлектрика не существует.

Белый Фрилендер

Верно. И при нагревании, стекло начинает проводить ток, разогреваясь от тока все больше и больше, превращаясь в расплав

стекло при обычных условиях, т. е. в твердом состоянии, является изолятором, и эта его особенность широко используется. Например, металлические контакты — вводы — в приборах впаивают непосредственно в стекло. Однако в расплавленном состоянии стекло проводит электрический ток

Источник

Проводит ли электрический ток, обычное оконное стекло, или нет?

Окна со стеклопакетом, проводит ли электрический ток стекло, или не проводит вообще?

Если стекло рассматривать как электротехнический материал, то оно не проводит электрический ток. То есть стекло относится к диэлектрическим материалам, в нем нет свободных электрически заряженных частиц. Размышляя более глубоко, то выяснится, что сто процентного диэлектрика не существует. Даже в диэлектриках существуют свободные электроны, только в очень малом количестве. Стекло же является очень хорошим диэлектриком и широко применяется в электротехнике.![][1­ ]

Проводит или нет электрический ток стекло зависит от его физического состояния.

Другими словами, в нормальных условиях, при нормальной температуре оконное стекло не проводит электрический ток.

Но если изменить то самое физическое состояние стекла, к примеру разогреть его газовой горелкой, то оно уже начнёт проводить электрический ток, ионы придут в движение, если проще.

И чем сильней Вы будете разогревать стекло, тем лучше оно начнёт проводить ток.

Стекло в твёрдом состоянии не проводит ток, в жидком, или даже разогретом проводит.

Оконное стекло находится в твёрдом состоянии и если это сухое стекло, то ток оно не проводит.

Из стекла даже изготавливаются вот такие изоляторы

То есть по сути в твёрдом состоянии стекло является диэлектриком и обычное оконное стекло в том числе.

Так как вряд ли Вы будете специально разогревать стекло в окне, газовой горелкой, (оно может просто лопнуть при нагреве до определённой температуры), то можно однозначно утверждать что электрический ток оно не проводит в этом состоянии (твёрдом).

Есть ещё армированное стекло из него даже изготавливают стеклопакеты, помимо прочего, внутри такого стекла находится металлическая сетка, металл проводит электричество.

И при определённых условиях такое стекло тоже может проводить электрический ток, точней не само стекло, а та самая металлическая сетка которая находится внутри стекла (армированного).

Источник

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

При обычных условиях стекло — хороший диэлек­трик и в качестве электроизоляционного материала на­ходит широкое применение в электротехнической и ра­диоэлектронной промышленности. В настоящее время на линиях электропередач широко используют высоко­вольтные изоляторы из закаленного стекла. Вместе с тем в электрическом поле стекло всегда обнаруживает некоторую электропроводность.

Электропроводность. Электропроводность стекла — его способность пропускать электрический ток. Элек­тропроводность К, Ом-1, или сименс (сим.) обратно про­порциональна сопротивлению, т. е.

Различают два вида электропроводности: поверхно­стную и объемную. Поверхностная электропровод­ность всегда выше объемной. Ее причина кроется в ад­сорбции влаги на поверхности стекла и образовании на ней щелочных силикатов с высокой проводимостью.

Читайте также:  Постоянный ток относительно земли

Удельная электропроводность стекла к и его удель­ное сопротивление р характеризуют соответственно про­водимость и сопротивление 1 см3 стекла. Удельное со­противление равно:

Р= 1 /x = RS/d, где S — площадь электродов, a d — расстояние между ними.

К измеряется в Ом-1-м-1 (сим.-1); р—в Ом-м.

По механизму переноса тока в веществах различают проводимость ионную, электронную и смешанную (элек­тронно-ионную). Подавляющее число силикатных сте­кол имеют ионную проводимость, а именно, катионную. Носителями заряда являются главным образом ионы щелочных металлов и в меньшей степени ионы щелоч­ноземельных металлов; катионы М3+ не принимают уча­стия в переносе тока. Во фторбериллатных и галоидно — алюмофосфатных стеклах наблюдается анионная проводимость. Переносчиками тока здесь являются анио­ны F, С1. Электронная проводимость характерна для бескислородных халькогенидных стекол и для оксидных стекол, содержащих элементы переменной валентности: железо, ванадий, молибден, марганец.

На электропроводность стекла оказывают влияние его химический состав, температура, частота электри­ческого поля, состояние поверхности стекла, характер его термической обработки (отжиг, закалка, кристаллиза­ция).

Электропроводность стекол разного химического со­става при обычной температуре составляет Ю-18— Ю-8 Ом-1. Кварцевое стекло является изолятором, и только присутствие примесей может вызвать возникно­вение в нем проводимости. Электропроводность стекла растет при увеличении в его составе содержания ще­лочных ионов, и ее значение зависит от радиуса щелоч­ного катиона; литиевые стекла характеризуются боль­шей проводимостью, чем натриевые и калиевые; ионы лития в силу меньших размеров более подвижны.

При одновременном введении в стекло двух щелоч­ных катионов его электропроводность уменьшается и при соотношении щелочных оксидов, равном 1 : 1, до­стигает минимального значения. Это явление носит на­звание эффекта нейтрализации.

Замена в стекле щелочных ионов щелочноземельны­ми приводит к уменьшению его электропроводности, что в наибольшей степени проявляется при введении круп­ных катионов (Ва2+ и Sr2+). Силикатные стекла, содер­жащие катионы Mg2+ и Zn2+, обладают большей элект­ропроводностью, чем стекла того же основного состава, но содержащие катионы Са, Ва, РЬ. Введение стекло — образователей Si02 и В2О3 понижает электропровод­ность. Боратные стекла — лучшие диэлектрики, чем по­добные им силикатные.

Электропроводность стекла в очень сильной степени, зависит от его температуры. С повышением температу­ры электропроводность возрастает. Так, если при обыч­ной температуре электропроводность оконного стекла составляет (10-1 — Ю-12)-Ом-1, то при температуре 1400—1450 °С — (1,1—0,3)-102 Ом-1.

Зависимость %=f(T) описывается следующими урав­нениями:

Для твердых стекол lg н=а—(Ь/Т);

Для расплавов lg н=а—(b/Т2),

Где а и b — постоянные величины, зависящие от состава стекла; Т — температура стекла, К.

На рис. 3.4 показано изменение удельного сопротив­ления стекла в зависимости от его температуры,

Мерой температурной ус­тойчивости диэлектриков принято считать температу­ру Тц. 100, при которой удель­ное сопротивление равно 10е Ом-м. Величина Гк-іоо для листового стекла 147 °С, для кварцевого 600 °С.

На проводимость стекла влияет частота приложенно­го электрического поля. В поле переменного тока проводимость стекол выше, чем в поле постоянного тока.

Низкая химическая устой­чивость стекла, загрязнение его поверхности, образова­ние на ней гидратных пле­нок— все это резко увеличивает проводимость стекла. Для устранения поверхностной проводимости стекла его обрабатывают гидрофобными веществами, например кремнийорганическими соединениями. Для повышения проводимости на поверхность стекла наносят полупро­водниковые пленки, например Sn02, толщиной 1—3 мкм.

Характер теплового прошлого стекла оказывает зна­чительное влияние на его электрические свойства. Зака­ленные стекла имеют более высокую электропровод­ность, чем отожженные. Объясняется это тем, что в закаленных стеклах «заморожена» более рыхлая струк­тура с ослабленными связями, свойственная расплаву.

При кристаллизации стекла его электропроводность резко сни­жается. Тонкодисперсная объемная кристаллизация, характерная для ситаллов, приводит к снижению электропроводности на несколь­ко порядков. Шлакоситаллы имеют удельное объемное сопротивле­ние 1014—1016 Ом-м и применяются в производстве высоковольтных изоляторов.

Читайте также:  Физика найти все токи

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

700 900 1100 7300 Температура, °С

Рис. 3.4. Зависимость удельного со­противления стекла от его темпе­ратуры

Понижение электропроводности при кристаллизации стекол вы­зывается, во-первых, тем, что образование границ раздела фаз стек­ло—кристалл затрудняет перемещение ионов; кроме того, выделяю­щиеся кристаллические фазы имеют, как правило, низкую проводи­мость.

Диэлектрические свойства стекла. Как указывалось, стекло является диэлектриком. Отличительная особен­ность диэлектриков— их способность длительно сохра­нять наведенное электрическое поле вследствие поляри­зации атомов, ионов.

Диэлектрические свойства стекла характеризуют: диэлектрическая проницаемость (Е), диэлектрические потери и диэлектрическая прочность.

Диэлектрическая проницаемость (Е) — это относи­тельная величина, показывающая, во сколько раз изме­няется емкость конденсатора при введении между его обкладками диэлектрика по сравнению с емкостью того же конденсатора в вакууме. Наименьшее значение Е имеет кварцевое стекло (£=3,7) и стеклообразный В2О3 (£=3,1-3,2).

Диэлектрическая проницаемость стекла приблизи­тельно пропорциональна его плотности. Величина Е многосвинцовых стекол равна 16, а обычных промыш­ленных стекол — 5—7. Она возрастает с увеличением в составе стекла щелочных и щелочноземельных ионов и уменьшением Si02.

Кристаллизация стекол обычно приводит к уменьше­нию Е из-за уплотнения структуры и более прочного за­крепления ионов. Однако в ситалле Е определяется ви­дом и числом фаз, составляющих ситалл, вследствие чего Е может изменяться от 4,5 до 2100. Диэлектриче­ская проницаемость шлакоситалла при частоте 1010 Гц составляет 6,2—7.

Диэлектрические потери. Часть электрической энер­гии, которая при прохождении переменного тока через диэлектрик теряется, превращаясь в теплоту, называет­ся диэлектрическими потерями.

Диэлектрические потери стекла характеризуются значением тан­генса угла диэлектрических потерь б, равного (90°—

  • ТЕХНОЛОГИЯ ПЕНОСТЕКЛА
  • Рекомендации по выбору бизнеса
  • Строительное оборудование МСД
  • Тепловые насосы

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО СТЕКЛА И ШЛАКОСИТАЛЛОВ

МНОГОСЛОЙНОЕ СТЕКЛО

Многослойное стекло относят к группе защитных без­опасных безосколочных стекол, которые отличаются наи­более совершенными защитными свойствами. Наиболь­шее распространение получило трехслойное стекло — триплекс, состоящее из двух листов стекла и эластичной прокладки. …

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ШЛАКОВЫХ СТЕКОЛ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НЕМУ

Химический состав исходных стекол, предназначен­ных для получения шлакоситаллов, должен удовлетво­рять ряду требований; одни из них определяются эксплу­атационными свойствами конечного материала, другие диктуются технологией их промышленного производства. Первые из них требуют, …

СТЕКЛЯННЫЕ ПУСТОТЕЛЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ БЛОКИ

Характеристика изделий. Стеклянные строительные блоки представляют собой изделия с герметически за­крытой полостью, образованной в результате сварки двух отпрессованных коробок с гладкими или рифлеными по­верхностями. Их выпускают квадратными, прямоуголь­ными, шестиугольными, угловыми; …

Источник

Классификация материалов по отношению к способности проводить электрический ток

При появлении в нашей жизни электричества, мало кто знал о его свойствах и параметрах, и в качестве проводников использовали различные материалы, было заметно, что при одной и той же величине напряжения источника тока на потребителе было разное значение напряжения. Было понятно, что на это влияет вид материала применяемого в качестве проводника. Когда ученные занялись вопросом по изучению этой проблемы они пришли к выводу, что в материале носителями заряда являются электроны. И способность проводить электрический ток обосабливается наличием свободных электронов в материале. Было выяснено, что у некоторых материалов этих электронов большое количество, а у других их вообще нет. Таким образом существуют материалы, которые хорошо проводят электрический ток, а некоторые не обладают такой способностью.
Исходя из всего выше сказанного, все материалы поделились на три группы:

  • проводники;
  • полупроводники;
  • диэлектрики;

Каждая из групп нашла широкое применение в электротехнике.

Проводники

Проводниками являются материалы, которые хорошо проводят электрический ток, их применяют для изготовления проводов, кабельной продукции, контактных групп, обмоток, шин, токопроводящих жил и дорожек. Подавляющее большинство электрических устройств и аппаратов выполнена на основе проводниковых материалов. Мало того, скажу, что вся электроэнергетика не могла б существовать не будь этих веществ. В группу проводников входят все металлы, некоторые жидкости и газы.

Так же стоит упомянуть, что среди проводников есть супер проводники, сопротивление которых практически равно нулю, такие материалы очень редки и дороги. И проводники с высоким сопротивлением — вольфрам, молибден, нихром и т.д. Такие материалы используют для изготовления резисторов, нагревательных элементов и спиралей осветительных ламп.

Но львиная доля в электротехнической сфере принадлежит рядовым проводникам: медь, серебро, алюминий, сталь, различные сплавы этих металлов. Эти материалы нашли самое широкое и огромное применение в электротехнике, особенно это касается меди и алюминия, так как они сравнительно дешевы, и их применение в качестве проводников электрического тока наиболее целесообразно. Даже медь ограничена в своем использовании, её применяют в качестве обмоточных проводов, многожильных кабелях, и более ответственных устройствах, еще реже встречаются медные шинопроводы. А вот алюминий считается королем среди проводников электрического тока, пускай он обладает более высоким удельным сопротивлением чем медь, но это компенсируется его весьма низкой стоимостью и устойчивостью к коррозии. Он широко применяется в электроснабжении, в кабельной продукции, в воздушных линиях, шинопроводах, обычных проводах и т.д.

Полупроводники

Полупроводники, что-то среднее между проводниками и полупроводниками. Главной их особенностью является их зависимость проводить электрический ток от внешних условий. Ключевым условием является, наличие различных примесей в материале, которые как раз-таки обеспечивают возможность проводить электрический ток. Так же при определенной компоновку двух полупроводниковых материалов. На основе этих материалов на данный момент, произведено множество полупроводниковых устройств: диоды, светодиоды, транзисторы, семисторы, тиристоры, стабисторы, различные микросхемы. Существует целая наука, посвященная полупроводникам и устройствам на их основе: электронная техника. Все компьютеры, мобильные устройства. Да что там говорить, практически вся наша техника содержит в себе полупроводниковые элементы.

К полупроводниковым материалам относят: кремний, германий, графит, гр афен, индий и т.д.

Диэлектрики

Ну и последняя группа материалов, это диэлектрики, вещества не способные проводить электрический ток. К таким материалам относят: дерево, бумага, воздух, масло, керамика, стекло, пластмассы, полиэтилен, поливинилхлорид, резина и т.д. Диэлектрики получили широкое применение благодаря своим качествам. Их применяют в качестве изолирующего материала. Они предохраняют соприкосновение двух токоведущих частей, не допускают прямого прикосновения человека с этими частями. Роль диэлектриком в электротехнике не менее важна чем роль проводников, так как обеспечивают стабильную, безопасную работу всех электротехнических и электронных устройств. У всех диэлектриков существует предел, до которого они не способны проводить электрический ток, его называют пробивным напряжением. Это такой показатель, при котором диэлектрик начинает пропускать электрический ток, при этом происходит выделение тепла и разрушение самого диэлектрика. Это значение пробивного напряжения для каждого диэлектрического материала разное и приведено в справочных материалах. Чем он выше, тем лучше, надежней считается диэлектрик.

Параметром, характеризующим способность проводить электрический ток является удельное сопротивление R, единица измерения [Ом] и проводимость, величина обратная сопротивлению. Чем выше этот параметр, тем хуже материал проводит электрический ток. У проводников он равен от нескольких десятых, до сотен Ом. У диэлектриков сопротивление достигает десятков миллионов ом.

Все три вида материалов нашли широкое применение в электроэнергетике и электротехнике. А так же тесно взаимосвязаны друг с другом.

Источник

Adblock
detector