Поляризация всех рассмотренных диэлектриков во внешнем электрическом поле приводит к изменению электрического поля внутри них. На рис.3 представлен образец диэлектрика, помещенный в однородное внешнее электрическое поле с напряженностью E 0 . Электрическое поле создается двумя параллельными разноименно заряженными плоскостями с поверхностными плотностями зарядов +и.. В диэлектрике происходит смещение зарядов: положительные – по полю, отрицательные против поля. На правой грани образуется избыток положительных зарядов с поверхностной плотностью + / , на левой – избыток отрицательных (- /). Эти связанные заряды образуют свое внутреннее поле с напряженностьюE / , направленное против внешнего поля. В результате внешнее поле внутри диэлектрика ослабляется. Однако не все полеE 0 компенсируется зарядами диэлектрика: часть силовых линий внешнего поля пройдет сквозь диэлектрик, а часть оборвется на связанных зарядах (рис.3). Отсюда напряженность результирующего поля внутри диэлектрика будет

+  /

+ 

- 

E e/

Рис.3 Линии напряженности электрического поля E 0

и электрического поля E / в диэлектрике

Поле, созданное двумя бесконечными заряженными плоскостями рассчитывается по формуле:

.

По аналогии напряженность поля связанных зарядов внутри диэлектрика

. (4)

В электростатике установлено, что поверхностная плотность связанных зарядов равна поляризованности диэлектрика

. (5)

С учетом формул (3),(4) и (5) получаем

Отсюда напряженность результирующего поля внутри диэлектрика:

(7)

где - диэлектрическая проницаемость вещества.

Диэлектрическая проницаемость   является одной из основных характеристик диэлектрика. Диэлектрическая проницаемость показывает во сколько раз напряженность электрического поля в диэлектрике меньше напряженности электрического поля в вакууме. Она количественно характеризует свойство диэлектрика поляризоваться во внешнем электрическом поле.

Диэлектрическая проницаемость неполярных диэлектриков невелика (1-2,4) и сравнительно слабо уменьшается с ростом температуры. Диэлектрическая проницаемость полярных диэлектриков значительно выше: жидкостей достигает 80, в кристаллах до 300 и даже несколько тысяч. С ростом температуры диэлектрическая проницаемость полярных диэлектриков значительно уменьшается. Диэлектрическая проницаемость ионных диэлектриков имеет широкий диапазон значений (от 4 до 3000) в зависимости от состава и строения диэлектрика и также убывает с ростом температуры.

1.3. Сегнетоэлектрики

Особую группу среди полярных диэлектриков составляют сегнетоэлектрики, которые обладают рядом разнообразных электрических свойств. Название этой группе дано по первому исследованному веществу – сегнетовой солиNaKCl 4 H 4 O 6  4H 2 O ,поляризационные характеристики которой изучались советскими физиками И.В. Курчатовым, П.П. Кобеко и др.

Свойства сегнетоэлектриков обусловлены особенностями их строения. Благодаря сильному взаимодействию частиц весь объем сегнетоэлектрика делится (в определенном температурном интервале) на отдельные макроскопические области – «домены», которые возникают самопроизвольно (спонтанно). Каждый домен поляризован, так как дипольные моменты его молекул ориентированы одинаково. Однако в отсутствие внешнего электрического поля поляризованность доменов различна и кристалл сегнетоэлектрика в целом дипольным моментом не обладает (рис.4). При внесении сегнетоэлектрика во внешнее электрическое поле сразу целые поляризованные области начинают ориентироваться вдоль поля. Происходит изменение самих доменов: растут наиболее выгодно ориентированные домены (случай острых углов между векторами поляризации P и напряженности внешнего электрического поля E ) за счет невыгодных (угол > 90 0). Кроме того, электрические моменты доменов поворачиваются в направлении поля, а также одновременно происходит образование и рост зародышей новых доменов с электрическими моментами, ориентированными вдоль поля.

Е > 0

Рис.4. Области самопроизвольной поляризации (домены) в сегнетоэлектриках и направ-ление в них вектора поляризации (поляризованности):а) - сегнетоэлектрик в целом неполяризован; б) - сегнетоэлектрик поляризован во внешнем электрическом поле.

Зависимость поляризованности P сегнетоэлектрика от напряженности внешнего поля носит необратимый характер в отличие от обратимости функции P = f (E ) для всех других типов диэлектриков.

Диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков аномально высока ( 10 4), зависит от напряженности внешнего электрического поля (рис.5) и температуры.

Рис. 5. Зависимость диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика от

напряженности внешнего электрического поля при 20 0 С.

Явление гистерезиса

Для сегнетоэлектриков характерно явление диэлектрического гистерезиса («гистерезис» по-гречески означает «запаздывание»), чем и обусловлена необратимость поляризации. График зависимости поляризованности от напряженности внешнего электрического поля представлен на рис.6. С ростом напряженности поля поляризованность кристалла увеличивается от0доP n , что соответствует участку кривой ОА В точке А сегнетоэлектрик «насыщен». В этом случае (рис.6) поляризованность всех доменов сориентирована по направлению внешнего электрического поля.

Рис.6. Петля диэлектрического гистерезиса в сегнетоэлектрике

Последующее увеличение E(отрезок АВ) соответствует линейному ростуP(уголмал), обусловленному чисто электронной поляризацией. При сниженииE внеш до точкиE а значениеPубывает по прямойBA, а затем изменениеPотстает от измененияE. ПриE= 0 сегнетоэлектрик остается поляризованным (P 0 - остаточная поляризация). Для снятия последней к сегнетоэлектрику надо приложить противоположное по знаку поле. Напряженность этого поля (-E к). называется коэрцитивной силой. Дальнейшее увеличение напряженности поля с обратной полярностью приведет кривую в точкуA / , симметричнуюA. При увеличении напряженности электрического поля от –E a до +E a функцияP = f (E)пройдет по кривойA / MA. Полученная замкнутая кривая называется петлей гистерезиса. Это петля предельного цикла (сплошная линия, рис.6). Если же при максимальной напряженности внешнего поля насыщения не достигнуто, то получится меньшая петля гистерезиса, называемая частным циклом (пунктирная линия, рис.6).

Петлю гистерезиса можно наблюдать, если подвести к образцу из сегнетоэлектрика с посеребренными поверхностями (сегнетоконденсатор) переменное напряжение. Часть электрической энергии в диэлектрике переходит в тепло и называется диэлектрическими потерями, которые принято характеризовать тангенсом угла диэлектрических потерь tg. ЕслиW 0 - максимальная плотность энергии, запасенная в конденсаторе,W т - энергия, перешедшая в тепло в единице объема диэлектрика за время одного периода, тогда

(8)

Математический анализ параметров петли гистерезиса позволяет преобразовать формулу (8) в выражение:

,

где S Г - площадь петли гистерезиса в координатахx, y;

x 0 иy 0 - координаты вершины петли гистерезиса.

В конце прошлого столетия в Россию из Европы «эмигрировал» новый «стандарт» подключения – гибкая подводка. Подключение газовых плит и колонок водонагревателя к газовому стояку, стиральных и посудомоечных машин, смывных бачков и смесителей к водопроводу – в наши дни в каждом современном доме существуют соединения, выполненные с помощью гибкой подводки. Надежность, безопасность и комфорт – основные характеристики качественной гибкой подводки от добросовестных производителей.

Автомобильные запасные части Bosch

Уже более 100 лет Bosch является лидером в производстве автомобильных запчастей и компонентов. Признанное высокое качество стеклоочистителей Bosch проявляется в отличной очистке стекла и долговечности использования. Надежность и долговечность – это те качества, которые ставят аккумуляторные батареи компании на первое место. Фирма Bosch является новатором в области разработки осветительных технологий, а ее свечи зажигания играют важную роль в обеспечении надежной работы двигателя автомобиля.

Профессиональный электроинструмент

Требования к профессиональной работе постоянно растут. Чтобы отвечать столь жестким запросам времени, необходимы определенные навыки, полная самоотдача мастера и профессиональный инструмент. Все профессиональные инструменты от Bosch, оснащенные электронными системами защиты и прочным корпусом, разработаны для первоклассной и неутомительной работы. По своей производительности, точности и надежности они отвечают самым высоким требованиям и гарантируют достижения хороших результатов работы.

Электроинструмент для домашних мастеров

Что может быть лучше, чем воплощение собственных идей в реальность! И, в первую очередь, с надежным инструментом, который поможет наилучшим образом реализовать любой замысел. Продукция компании Bosch позволит вам придать неповторимость и комфорт своему дому так же легко, как и выполнить ремонтные и восстановительные работы. Инновационные технические решения, высокое качество и надежность электроинструмента Bosch сочетаются с простотой и удобством его использования.

Садовая электрическая техника Bosch

Кто любит свой сад, у того всегда полно работы. Чтобы работа на садовом участке была для вас комфортной, Bosch разрабатывает все новые инструменты и принадлежности с максимальной производительностью и инновационными функциями. Компания предлагает новинки с мощным литиево-ионным аккумулятором для большей свободы движения, экономии времени и комфорта в работе. И все это для того, чтобы вы могли быстрее закончить работу и насладиться окружающей вас природой. Иначе зачем еще нужен сад?

Многофункциональный инструмент Dremel

Dremel - это универсальный инструмент с уникальным эргономичным дизайном, удобной рукояткой и легким корпусом. Он идеально подходит для всех: будь то опытный мастер, внимательный к мелким деталям, или новичок, увлеченный своим хобби. Высококачественные насадки и приставки Dremel открывают безграничные возможности для аккуратного шлифования, точного фрезерования, окончательной полировки и резки многих материалов. Ваши возможности ограничивает только ваше воображение!

Принадлежности для электроинструмента

Оригинальные принадлежности Bosch – с ними вы всегда сможете добиться превосходных результатов при обработке любых материалов во время сверления, заворачивания шурупов, пиления, отрезания, обдирания, фрезерования, строгания и соединения степлером. Универсальный ассортимент принадлежностей от компании Bosch подходит ко всем стандартным маркам электроинструментов. Компания уделяет особое внимание исключительному качеству своей продукции и ее пользовательским преимуществам.

Диэлектрическая муфта – это фитинг-отсекатель, который защищает "мозги" потребляющих газ приборов от разрушительного воздействия блуждающих токов. То есть перед нами очень полезный узел, эффективность которого доказана самим определением. Однако многие владельцы газовых плит, колонок и котлов, а равно и сотрудники газовых служб, не знают о существовании такой вставки. И в данном материале мы постараемся устранить этот пробел в знаниях, рассказав о пользе диэлектрического фитинга, его разновидностях и способах установки.

Блуждающий ток – откуда он берется в газопроводе

Такие токи появляются в земле вследствие случайного пробоя бытовой или промышленной линии электропередач. Источником блуждающего напряжения может стать как контур заземления, так и электрифицированная железная дорога или трамвайная линия. В газопровод такой ток попадает вследствие разницы между удельным сопротивлением земли и металлических частей подающей газ магистрали. Фактически все сброшенное в землю электричество уходит не в грунт (у него слишком большое сопротивление), а в неизолированные кабели или металлоконструкции. А поскольку большая часть магистральных и бытовых газопроводов сделана из металла, то появление в системе блуждающего тока – это лишь вопрос времени.

Источником блуждающего напряжения в бытовом газопроводе может стать магистральная труба. Для защиты газоподающего трубопровода от коррозии магистраль нагружают электрическим потенциалом незначительной силы, который подавляет естественный процесс электрохимического расщепления в конструкционном материале. И если в общем изоляторе, отделяющем магистраль от бытовой ветви, случится пробой диэлектрической вставки для газа, то полезный защитный потенциал превратится в нежелательный блуждающий ток.

Кроме того, блуждающее напряжение может появиться во внутренней линии газоснабжения, вследствие некачественного заземления циркуляционного насоса или других электроприборов, контактирующих с разводкой системы отопления или домашней ветвью газопровода. Еще одной причиной появления таких токов может стать ошибка при установке котла, колонки или газовой плиты, подключаемой к электросети. Как видите, блуждающий ток – это не миф, а реально существующая проблема. И попавшая под его действие металлоконструкция превращается в серьезную угрозу для безопасности всех жильцов дома, подключенного к газопроводу.

Что случится, если в системе нет фитинга-отсекателя

Для отсекания блуждающих токов в трубопроводах используют специальную диэлектрическую вставку. Она врезается на участке между краном и подводкой к газопотребляющему прибору. Или на участке между редуктором и газовым счетчиком. Что случится, если такой вставки не будет? Поверьте, ничего хорошего. Во-первых, ваша или соседская плита, колонка или котел могут пострадать от блуждающего тока или превратиться в источник такового. В итоге возникает риск потери их работоспособности, вследствие поражения "умной" начинки, собранной на основе капризных чипов, реагирующих даже на незначительные скачки напряжения.

Во-вторых, в трубопроводе может возникнуть искра – источник пожара. Причем случаи самовозгорания подводки встречаются не так уж и редко. И если этот факт не будет обнаружен вовремя, дело может кончиться большой катастрофой. Детонация газо-воздушной смеси может разрушить даже многоквартирный дом. В-третьих, пользователя может ударить электрическим током. Если потенциал блуждающего заряда будет значительным, а это случается во время грозы или аварии в электросети, то речь может идти не о неприятном "укусе", а о полноценной травме с трудно прогнозируемыми последствиями.

Поэтому в своде правил СП 42-101-2003, регламентирующих строительство газораспределительных систем, есть особый пункт (6.4), оговаривающий обязательное наличие диэлектрической вставки, применяемой даже в трубопроводах из полиэтилена. А современная промышленность выпускает несколько видов подобных отсекателей.

Разновидности диэлектрических отсекателей – муфты и втулки

Товарную номенклатуру отсекателей блуждающих токов для газораспределительных систем принято делить на две группы, в которые входят:

• Муфты диэлектрические (МД) – особые фитинги с резьбовыми торцами, монтируемые между газопроводом и потребляющим голубое топливо прибором.
• Втулки диэлектрические (ВД) – не проводящие ток вкладыши, устанавливаемые в месте разборного сопряжения элементов газопровода.

В свою очередь номенклатура муфт делится на четыре типоразмера, исходя из диаметров резьбовой части: ½, ¾, 1, 1 ¼. Подобный набор позволяет охватить все разновидности трубопроводной арматуры, используемой в газопроводах, поскольку диаметры менее ½ дюйма и более дюйма с четвертью в таких системах не применяются. Кроме того, номенклатуру муфт можно разделить по конструкционным особенностям этого фитинга, выделив три группы: МД резьба/резьба, МД резьба/гайка, МД гайка/гайка. Ведь резьба у этого фитинга может быть нарезана как снаружи, так и внутри торцевой части.

Номенклатура диэлектрических втулок делится только, исходя из их геометрических размеров – по диаметру вкладыша. В этом случае мы имеем дело с 11 типоразмерами и диаметрами от 8 до 27 миллиметров. При этом и муфты, и втулки обладают одинаковым запасом прочности. Рабочее давление той и другой разновидности отсекателей равно 0,6 МПа (около 6 атмосфер), а предельное – 50 МПа (493 атмосферы). В качестве диэлектрика в том и другом случае используется практически негорючий полимер – полиамид, обладающий колоссальным сопротивлением (около 5 миллионов Ом).

Как установить муфту – действуем внимательно

Пункт 6.4 свода правил СП 42-101-2003 указывает на то, что МД и ВД должны монтироваться между газораспределительным краном и потребляющим прибором, поэтому при монтаже диэлектрических отсекателей используется следующая последовательность действий:

• Перекрываем вентиль на металлической трубе, подающей газ к плите, котлу или колонке. При этом горелки приборов лучше оставить открытыми, чтобы выгорел газ в подводе.
• Удерживая первым разводным ключом корпус вентиля, аккуратно скручиваем вторым ключом гайку подвода – гибкого трубопровода (шланга), соединяющего запорный узел с патрубком газоприемника котла, плиты или колонки. Использование пары ключей в данном случае обязательно, поскольку гайка подвода может "прикипеть" к штуцеру или патрубку вентиля и передать ему крутящий момент, после чего в комнату хлынет газ, а перекрыть его подачу можно будет только вентилем уличного редуктора.
• Навинчиваем на свободные торцы муфты ФУМ (полимерный уплотнитель) и вкручиваем ее в вентиль газопровода руками. Далее берем те же два ключа и, придерживая корпус вентиля, ввинчиваем муфту до упора. Постарайтесь не переусердствовать на этом этапе, поскольку излишнее усилие приведет к деформации корпуса вентиля и утечке газа.
• Навинчиваем на свободный торец муфты гайку подвода к прибору, потребляющему газ, контролируя свое усилие и придерживая фитинг одним из разводных ключей.
• Далее необходимо проверить герметичность полученного соединения. Для этого нужно приобрести помазок для бритья и, тщательно намылив его, обработать все стыки вентиля, муфты и подвода. После этого вы открываете вентиль и наблюдаете за пеной на стыках. Если вы не увидели пузыри – стыки закручены герметично, и ваш газопровод готов к безопасной эксплуатации.

В случае обнаружения мыльных пузырей на стыках нужно перекрыть вентиль подачи газа и аккуратно подтянуть муфту или гайку подвода. Если это не помогло, по вам придется разобрать все соединение и добавить несколько витков ФУМ на торцы муфты.

Внимание: использование спичек или зажигалок вместо мыльной пены при тестировании герметичности стыков категорически запрещается. Вы можете не успеть среагировать и перекрыть газ, спровоцировав серьезный пожар. А при сильной утечке вас может охватить паника – вид пылающего вентиля выводил из равновесия даже самых хладнокровных мастеров. Поэтому лучшим тестером на герметичность является мыльная пена.