Είναι το ξύλο αγωγός του ηλεκτρισμού; Τι είναι οι αγωγοί, οι ημιαγωγοί και τα διηλεκτρικά. εφαπτομένη μέγιστης απώλειας για ξηρό ξύλο
Το διηλεκτρικό είναι ένα υλικό ή ουσία που πρακτικά δεν μεταδίδει ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτή η αγωγιμότητα επιτυγχάνεται λόγω μικρού αριθμού ηλεκτρονίων και ιόντων. Αυτά τα σωματίδια σχηματίζονται σε μη αγώγιμο υλικό μόνο όταν επιτυγχάνονται ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας. Σχετικά με το τι είναι ένα διηλεκτρικό και θα συζητηθεί σε αυτό το άρθρο.
Περιγραφή
Κάθε ηλεκτρονικός ή ραδιοαγωγός, ημιαγωγός ή φορτισμένο διηλεκτρικό διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα μέσα του, αλλά η ιδιαιτερότητα ενός διηλεκτρικού είναι ότι ακόμη και όταν υψηλής τάσηςπάνω από 550 V, θα ρέει ένα μικρό ρεύμα. Ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα διηλεκτρικό είναι η κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση (μπορεί να είναι θετική ή αρνητική).
Τύποι ρευμάτων
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα των διηλεκτρικών βασίζεται:
- Ρεύματα απορρόφησης - το ρεύμα που ρέει στο διηλεκτρικό στο DCμέχρι να φτάσει σε κατάσταση ισορροπίας, αλλάζοντας κατεύθυνση καθώς είναι ενεργοποιημένο και ενεργοποιημένο και όταν απενεργοποιείται. Με εναλλασσόμενο ρεύμα, η τάση στο διηλεκτρικό θα υπάρχει σε αυτό όλη την ώρα ενώ βρίσκεται στη δράση ηλεκτρικού πεδίου.
- Ηλεκτρονική ηλεκτρική αγωγιμότητα - η κίνηση των ηλεκτρονίων υπό την επίδραση ενός πεδίου.
- Ιονική ηλεκτρική αγωγιμότητα - είναι η κίνηση των ιόντων. Βρίσκεται σε διαλύματα ηλεκτρολυτών - άλατα, οξέα, αλκάλια, καθώς και σε πολλά διηλεκτρικά.
- Η μολιονική ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι η κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων που ονομάζονται μολιόνια. Βρίσκεται σε κολλοειδή συστήματα, γαλακτώματα και εναιωρήματα. Το φαινόμενο της κίνησης των μολιών μέσα ηλεκτρικό πεδίοπου ονομάζεται ηλεκτροφόρηση.
Ταξινομούνται ανάλογα με την κατάσταση συσσωμάτωσης και τη χημική τους φύση. Τα πρώτα χωρίζονται σε στερεά, υγρά, αέρια και στερεοποιητικά. Από χημική φύση διακρίνονται σε οργανικά, ανόργανα και οργανοστοιχειακά υλικά.
Κατά κατάσταση συγκέντρωσης:
- Ηλεκτρική αγωγιμότητα αερίων.Οι αέριες ουσίες έχουν μάλλον χαμηλή αγωγιμότητα ρεύματος. Μπορεί να εμφανιστεί παρουσία ελεύθερων φορτισμένων σωματιδίων, η οποία εμφανίζεται λόγω της επίδρασης εξωτερικών και εσωτερικών, ηλεκτρονικών και ιοντικών παραγόντων: ακτίνων Χ και ραδιενεργών ειδών, σύγκρουση μορίων και φορτισμένων σωματιδίων, θερμικοί παράγοντες.
- Ηλεκτρική αγωγιμότητα ενός υγρού διηλεκτρικού.Παράγοντες εξάρτησης: μοριακή δομή, θερμοκρασία, ακαθαρσίες, παρουσία μεγάλων φορτίων ηλεκτρονίων και ιόντων. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα των υγρών διηλεκτρικών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την παρουσία υγρασίας και ακαθαρσιών. Η αγωγιμότητα του ηλεκτρισμού των πολικών ουσιών δημιουργείται ακόμη και με τη βοήθεια ενός υγρού με ιόντα διάσπασης. Όταν συγκρίνουμε πολικά και μη πολικά υγρά, τα πρώτα έχουν ένα σαφές πλεονέκτημα στην αγωγιμότητα. Εάν το υγρό καθαριστεί από ακαθαρσίες, αυτό θα συμβάλει στη μείωση των αγώγιμων ιδιοτήτων του. Με την αύξηση της αγωγιμότητας και της θερμοκρασίας του, εμφανίζεται μείωση του ιξώδους του, οδηγώντας σε αύξηση της κινητικότητας των ιόντων.
- στερεά διηλεκτρικά.Η ηλεκτρική τους αγωγιμότητα προσδιορίζεται ως η κίνηση των φορτισμένων διηλεκτρικών σωματιδίων και ακαθαρσιών. Σε δυνατά χωράφια ηλεκτρικό ρεύμαεμφανίζεται η ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Φυσικές ιδιότητες διηλεκτρικών
Όταν η ειδική αντίσταση του υλικού είναι μικρότερη από 10-5 Ohm * m, μπορούν να αποδοθούν σε αγωγούς. Εάν είναι περισσότερα από 108 Ohm * m - σε διηλεκτρικά. Υπάρχουν περιπτώσεις που η ειδική αντίσταση θα είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την αντίσταση του αγωγού. Στο διάστημα 10-5-108 Ohm*m υπάρχει ένας ημιαγωγός. Το μεταλλικό υλικό είναι ένας εξαιρετικός αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος.
Από ολόκληρο τον περιοδικό πίνακα, μόνο 25 στοιχεία ανήκουν σε αμέταλλα και 12 από αυτά, ενδεχομένως, θα έχουν ιδιότητες ημιαγωγών. Αλλά, φυσικά, εκτός από τις ουσίες του πίνακα, υπάρχουν πολλά περισσότερα κράματα, συνθέσεις ή χημικές ενώσειςμε ιδιότητα αγωγού, ημιαγωγού ή διηλεκτρικού. Με βάση αυτό, είναι δύσκολο να χαράξουμε μια ορισμένη γραμμή μεταξύ των τιμών των διαφόρων ουσιών με τις αντιστάσεις τους. Για παράδειγμα, σε μειωμένο συντελεστή θερμοκρασίας, ένας ημιαγωγός θα συμπεριφέρεται σαν διηλεκτρικό.
Εφαρμογή
Η χρήση μη αγώγιμων υλικών είναι πολύ εκτεταμένη, καθώς είναι μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες κατηγορίες ηλεκτρικών εξαρτημάτων. Έγινε αρκετά σαφές ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν λόγω των ιδιοτήτων τους σε ενεργητική και παθητική μορφή.
Σε παθητική μορφή, οι ιδιότητες των διηλεκτρικών χρησιμοποιούνται για χρήση σε ηλεκτρικά μονωτικά υλικά.
Σε ενεργή μορφή, χρησιμοποιούνται σε σιδηροηλεκτρικά, καθώς και σε υλικά για εκπομπούς τεχνολογίας λέιζερ.
Βασικά διηλεκτρικά
Οι συνήθεις τύποι περιλαμβάνουν:
- Ποτήρι.
- Καουτσούκ.
- Λάδι.
- Ασφάλτος.
- Πορσελάνη.
- Χαλαζίας.
- Αέρας.
- Διαμάντι.
- Καθαρό νερό.
- Πλαστική ύλη.
Τι είναι ένα υγρό διηλεκτρικό;
Η πόλωση αυτού του τύπου εμφανίζεται στο πεδίο ηλεκτρικού ρεύματος. Οι υγρές μη αγώγιμες ουσίες χρησιμοποιούνται στη μηχανική για την έκχυση ή τον εμποτισμό υλικών. Υπάρχουν 3 κατηγορίες υγρών διηλεκτρικών:
Τα λάδια πετρελαίου είναι χαμηλού ιξώδους και κυρίως μη πολικά. Συχνά χρησιμοποιούνται σε όργανα υψηλής τάσης: νερό υψηλής τάσης. είναι ένα μη πολικό διηλεκτρικό. Το λάδι καλωδίων έχει βρει εφαρμογή στον εμποτισμό μονωτικών συρμάτων χαρτιού με τάση έως 40 kV, καθώς και επικαλύψεων με βάση το μέταλλο με ρεύμα μεγαλύτερο από 120 kV. Το λάδι μετασχηματιστή έχει πιο καθαρή δομή από το λάδι πυκνωτή. Αυτός ο τύποςΤο διηλεκτρικό χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή, παρά το υψηλό κόστος σε σύγκριση με τις αναλογικές ουσίες και υλικά.
Τι είναι ένα συνθετικό διηλεκτρικό; Επί του παρόντος, απαγορεύεται σχεδόν παντού λόγω της υψηλής τοξικότητάς του, καθώς παράγεται με βάση τον χλωριωμένο άνθρακα. Ένα υγρό διηλεκτρικό με βάση το οργανικό πυρίτιο είναι ασφαλές και φιλικό προς το περιβάλλον. Αυτός ο τύπος δεν προκαλεί σκουριές μετάλλων και έχει τις ιδιότητες χαμηλής υγροσκοπικότητας. Υπάρχει ένα ρευστοποιημένο διηλεκτρικό που περιέχει μια οργανοφθοριούχο ένωση που είναι ιδιαίτερα δημοφιλής για τη μη εύφλεκτη, τις θερμικές του ιδιότητες και την οξειδωτική του σταθερότητα.
Και η τελευταία άποψη είναι φυτικά έλαια. Είναι ασθενώς πολικά διηλεκτρικά, σε αυτά περιλαμβάνονται ο λιναρόσπορος, ο κάστορας, το tung, η κάνναβη. Το καστορέλαιο θερμαίνεται πολύ και χρησιμοποιείται σε πυκνωτές χαρτιού. Τα υπόλοιπα λάδια εξατμίζονται. Η εξάτμιση σε αυτά δεν προκαλείται από φυσική εξάτμιση, αλλά χημική αντίδρασηπου ονομάζεται πολυμερισμός. Χρησιμοποιείται ενεργά σε σμάλτα και χρώματα.
συμπέρασμα
Το άρθρο εξέτασε λεπτομερώς τι είναι διηλεκτρικό. αναφέρθηκαν διαφορετικά είδηκαι τις ιδιότητες τους. Φυσικά, για να κατανοήσετε τη λεπτότητα των χαρακτηριστικών τους, θα πρέπει να μελετήσετε το τμήμα της φυσικής σχετικά με αυτά σε μεγαλύτερο βάθος.
Όλα τα υλικά που υπάρχουν στη φύση διαφέρουν ως προς τις ηλεκτρικές τους ιδιότητες. Έτσι, από όλη την ποικιλία των φυσικών ουσιών, τα διηλεκτρικά υλικά και οι αγωγοί του ηλεκτρικού ρεύματος διακρίνονται σε ξεχωριστές ομάδες.
Τι είναι οι αγωγοί;
Ένας αγωγός είναι ένα τέτοιο υλικό, χαρακτηριστικό του οποίου είναι η παρουσία ελεύθερα κινούμενων φορτισμένων σωματιδίων στη σύνθεση, τα οποία κατανέμονται σε όλη την ουσία.
Ουσίες που μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα είναι τήγματα μετάλλων και των ίδιων των μετάλλων, μη απεσταγμένο νερό, αλατισμένο διάλυμα, υγρό έδαφος, το ανθρώπινο σώμα.
Το μέταλλο είναι ο καλύτερος αγωγός του ηλεκτρισμού. Επίσης μεταξύ των μη μετάλλων υπάρχουν καλοί αγωγοί, για παράδειγμα, άνθρακας.
Όλοι οι φυσικοί αγωγοί του ηλεκτρικού ρεύματος χαρακτηρίζονται από δύο ιδιότητες:
- δείκτης αντίστασης?
- δείκτης αγωγιμότητας.
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι ένα χαρακτηριστικό (ικανότητα) μιας φυσικής ουσίας να μεταφέρει ρεύμα. Επομένως, οι ιδιότητες ενός αξιόπιστου αγωγού είναι η χαμηλή αντίσταση στη ροή των κινούμενων ηλεκτρονίων και, κατά συνέπεια, η υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Δηλαδή, ο καλύτερος αγωγός χαρακτηρίζεται από μεγάλο δείκτη αγωγιμότητας.
Για παράδειγμα προϊόντα καλωδίων: το καλώδιο χαλκού έχει υψηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα σε σύγκριση με το αλουμίνιο.
Τι είναι τα διηλεκτρικά;
Τα διηλεκτρικά είναι τέτοιες φυσικές ουσίες στις οποίες σε χαμηλές θερμοκρασίες δεν υπάρχουν ηλεκτρικά φορτία. Η σύνθεση τέτοιων ουσιών περιλαμβάνει μόνο άτομα ουδέτερου φορτίου και μόρια. Τα φορτία ενός ουδέτερου ατόμου συνδέονται στενά μεταξύ τους, επομένως στερούνται της δυνατότητας ελεύθερης κίνησης σε όλη την ουσία.
Το αέριο είναι το καλύτερο διηλεκτρικό. Άλλα μη αγώγιμα υλικά είναι το γυαλί, η πορσελάνη, τα κεραμικά, καθώς και το καουτσούκ, το χαρτόνι, το ξηρό ξύλο, οι ρητίνες και τα πλαστικά.
Τα διηλεκτρικά αντικείμενα είναι μονωτές, οι ιδιότητες των οποίων εξαρτώνται κυρίως από την κατάσταση της περιβάλλουσας ατμόσφαιρας. Για παράδειγμα, σε υψηλή υγρασία, ορισμένα διηλεκτρικά υλικά χάνουν εν μέρει τις ιδιότητές τους.
Οι αγωγοί και τα διηλεκτρικά χρησιμοποιούνται ευρέως στον τομέα της ηλεκτρικής μηχανικής για την επίλυση διαφόρων προβλημάτων.
Για παράδειγμα, όλα τα προϊόντα καλωδίων και καλωδίων είναι κατασκευασμένα από μέταλλα, συνήθως χαλκό ή αλουμίνιο. Το περίβλημα των καλωδίων και των καλωδίων είναι πολυμερές, καθώς και τα βύσματα όλων των ηλεκτρικών συσκευών. Τα πολυμερή είναι εξαιρετικά διηλεκτρικά που δεν επιτρέπουν τη διέλευση φορτισμένων σωματιδίων.
Τα προϊόντα από ασήμι, χρυσό και πλατίνα είναι πολύ καλοί αγωγοί. Το αρνητικό χαρακτηριστικό τους όμως, που περιορίζει τη χρήση τους, είναι το πολύ υψηλό κόστος τους.
Επομένως, τέτοιες ουσίες χρησιμοποιούνται σε περιοχές όπου η ποιότητα είναι πολύ πιο σημαντική από την τιμή που καταβάλλεται για αυτήν (αμυντική βιομηχανία και χώρος).
Τα προϊόντα χαλκού και αλουμινίου είναι επίσης καλοί αγωγοί, ενώ δεν έχουν τόσο υψηλό κόστος. Κατά συνέπεια, η χρήση συρμάτων χαλκού και αλουμινίου είναι πανταχού παρούσα.
Οι αγωγοί βολφραμίου και μολυβδαινίου έχουν λιγότερο καλές ιδιότητες, επομένως χρησιμοποιούνται κυρίως σε λαμπτήρες πυρακτώσεως και θερμαντικά στοιχεία. υψηλή θερμοκρασία. Η κακή ηλεκτρική αγωγιμότητα μπορεί να διαταράξει σημαντικά τη λειτουργία του ηλεκτρικού κυκλώματος.
Τα διηλεκτρικά διαφέρουν επίσης ως προς τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητές τους. Για παράδειγμα, σε ορισμένα διηλεκτρικά υλικά υπάρχουν και δωρεάν ηλεκτρικά φορτία, αν και μέσα μια μικρή ποσότητα. Τα ελεύθερα φορτία προκύπτουν λόγω θερμικών δονήσεων ηλεκτρονίων, δηλ. Ωστόσο, η αύξηση της θερμοκρασίας σε ορισμένες περιπτώσεις προκαλεί την αποκόλληση ηλεκτρονίων από τον πυρήνα, γεγονός που μειώνει τις μονωτικές ιδιότητες του υλικού. Μερικοί μονωτές είναι διαφορετικοί ένας μεγάλος αριθμός«σχισμένα» ηλεκτρόνια, γεγονός που υποδηλώνει κακές μονωτικές ιδιότητες.
Το καλύτερο διηλεκτρικό είναι ένα πλήρες κενό, το οποίο είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθεί στον πλανήτη Γη.
Το πλήρως καθαρισμένο νερό έχει επίσης υψηλές διηλεκτρικές ιδιότητες, αλλά δεν υπάρχει καν στην πραγματικότητα. Αξίζει να θυμηθούμε ότι η παρουσία οποιωνδήποτε ακαθαρσιών στο υγρό το προσδίδει με τις ιδιότητες ενός αγωγού.
Το κύριο κριτήριο για την ποιότητα οποιουδήποτε διηλεκτρικού υλικού είναι ο βαθμός συμμόρφωσης με τις λειτουργίες που του έχουν ανατεθεί σε ένα συγκεκριμένο διάγραμμα συνδεσμολογίας. Για παράδειγμα, εάν οι ιδιότητες του διηλεκτρικού είναι τέτοιες που η διαρροή ρεύματος είναι αμελητέα και δεν προκαλεί καμία βλάβη στη λειτουργία του κυκλώματος, τότε το διηλεκτρικό είναι αξιόπιστο.
Τι είναι ο ημιαγωγός;
Μια ενδιάμεση θέση μεταξύ διηλεκτρικών και αγωγών καταλαμβάνεται από ημιαγωγούς. Η κύρια διαφορά μεταξύ των αγωγών είναι η εξάρτηση του βαθμού ηλεκτρικής αγωγιμότητας από τη θερμοκρασία και την ποσότητα των ακαθαρσιών στη σύνθεση. Επιπλέον, το υλικό έχει τα χαρακτηριστικά τόσο ενός διηλεκτρικού όσο και ενός αγωγού.
Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η ηλεκτρική αγωγιμότητα των ημιαγωγών αυξάνεται και ο βαθμός αντίστασης μειώνεται. Καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η αντίσταση τείνει στο άπειρο. Δηλαδή, όταν η θερμοκρασία φτάσει στο μηδέν, οι ημιαγωγοί αρχίζουν να συμπεριφέρονται σαν μονωτές.
Οι ημιαγωγοί είναι πυρίτιο και γερμάνιο.
Η ικανότητα αγωγής ηλεκτρικού ρεύματος χαρακτηρίζει την ηλεκτρική αντίσταση του ξύλου. ΣΤΟ γενική περίπτωσηΗ σύνθετη αντίσταση ενός δείγματος ξύλου που τοποθετείται μεταξύ δύο ηλεκτροδίων ορίζεται ως το αποτέλεσμα δύο αντιστάσεων: όγκου και επιφάνειας. Η αντίσταση όγκου χαρακτηρίζει αριθμητικά το εμπόδιο στη διέλευση του ρεύματος μέσω του πάχους του δείγματος και η αντίσταση της επιφάνειας καθορίζει το εμπόδιο στη διέλευση του ρεύματος κατά μήκος της επιφάνειας του δείγματος. Οι δείκτες ηλεκτρικής αντίστασης είναι η αντίσταση του συγκεκριμένου όγκου και της επιφάνειας. Ο πρώτος από αυτούς τους δείκτες έχει διάσταση ωμ ανά εκατοστό (ohm x cm) και είναι αριθμητικά ίσος με την αντίσταση όταν το ρεύμα διέρχεται από δύο αντίθετες όψεις ενός κύβου διαστάσεων 1X1X1 cm από αυτό το υλικό(ξύλο). Ο δεύτερος δείκτης μετριέται σε ohms και είναι αριθμητικά ίσος με την αντίσταση ενός τετραγώνου οποιουδήποτε μεγέθους στην επιφάνεια ενός δείγματος ξύλου όταν εφαρμόζεται ρεύμα στα ηλεκτρόδια που περιορίζουν τις δύο απέναντι πλευρές αυτού του τετραγώνου. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα εξαρτάται από τον τύπο του ξύλου και την κατεύθυνση της ροής του ρεύματος. Ως απεικόνιση της τάξης μεγέθους του όγκου και της αντίστασης επιφάνειας στον πίνακα. δίνονται κάποια στοιχεία.
συγκριτικά δεδομένα για τον ειδικό όγκο και την επιφανειακή αντοχή του ξύλου
Να χαρακτηρίσει την ηλεκτρική αγωγιμότητα υψηλότερη τιμήέχει ειδική αντίσταση όγκου. Η αντίσταση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την περιεκτικότητα σε υγρασία του ξύλου. Καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε υγρασία του ξύλου, η αντίσταση μειώνεται. Ιδιαίτερα απότομη μείωση της αντίστασης παρατηρείται με αύξηση της περιεκτικότητας σε δεσμευμένη υγρασία από μια απολύτως ξηρή κατάσταση στο όριο υγροσκοπικότητας. Σε αυτή την περίπτωση, η αντίσταση του συγκεκριμένου όγκου μειώνεται εκατομμύρια φορές. Μια περαιτέρω αύξηση της υγρασίας προκαλεί πτώση της αντίστασης μόνο δεκαπλάσια. Αυτό φαίνεται από τα δεδομένα στον Πίνακα.
ειδική αντίσταση όγκου ξύλου σε εντελώς στεγνή κατάσταση
| Ράτσα | Ειδική αντίσταση όγκου, ohm x cm | |
| κατά μήκος των ινών | κατά μήκος των ινών | |
| Πεύκο | 2,3 x 10 15 | 1,8 x 10 15 |
| Ελατο | 7,6 x 10 16 | 3,8 x 10 16 |
| Φλαμουριά | 3,3 x 10 16 | 3,8 x 10 15 |
| Γαύρος | 8,0 x 10 16 | 1,3 x 10 15 |
| Σφεντάμι | 6,6 x 10 17 | 3,3 x 10 17 |
| Σημύδα | 5,1 x 10 16 | 2,3 x 10 16 |
| Κλήθρα | 1,0 x 10 17 | 9,6 x 10 15 |
| Φιλύρα | 1,5 x 10 16 | 6,4 x 10 15 |
| Τρομώδης | 1,7 x 10 16 | 8,0 x 10 15 |
επίδραση της υγρασίας στην ηλεκτρική αντίσταση του ξύλου
Η επιφανειακή αντίσταση του ξύλου μειώνεται επίσης σημαντικά με την αύξηση της υγρασίας. Η αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε μείωση της ογκομετρικής αντίστασης του ξύλου. Έτσι, η αντίσταση του ψεύτικου ξύλου με αύξηση της θερμοκρασίας από 22-23 ° σε 44-45 ° C (περίπου δύο φορές) πέφτει κατά 2,5 φορές και το ξύλο οξιάς με αύξηση της θερμοκρασίας από 20-21 ° σε 50 ° C - 3 φορές. Σε αρνητικές θερμοκρασίες, η αντίσταση όγκου του ξύλου αυξάνεται. Η ειδική αντίσταση όγκου κατά μήκος των ινών δειγμάτων σημύδας με περιεκτικότητα σε υγρασία 76% σε θερμοκρασία 0 ° C ήταν 1,2 x 10 7 ohm cm και όταν ψύχθηκε σε θερμοκρασία -24 ° C, αποδείχθηκε ότι ήταν 1,02 x 10 8 ohm εκ. Ο εμποτισμός του ξύλου με ορυκτά αντισηπτικά (για παράδειγμα, χλωριούχος ψευδάργυρος) μειώνει την ειδική αντίσταση, ενώ ο εμποτισμός με κρεόσωτο έχει μικρή επίδραση στην ηλεκτρική αγωγιμότητα. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του ξύλου είναι πρακτική αξίαόταν χρησιμοποιείται για πόλους επικοινωνίας, ιστούς γραμμών μεταφοράς υψηλής τάσης, λαβές ηλεκτρικών εργαλείων κ.λπ. Επιπλέον, οι ηλεκτρικοί μετρητές υγρασίας βασίζονται στην εξάρτηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας από την περιεκτικότητα σε υγρασία του ξύλου.
ηλεκτρική αντοχή του ξύλου
Η ηλεκτρική αντοχή είναι σημαντική κατά την αξιολόγηση του ξύλου ως ηλεκτρικά μονωτικού υλικού και χαρακτηρίζεται από τάση διάσπασης σε βολτ ανά 1 cm πάχους υλικού. Η ηλεκτρική αντοχή του ξύλου είναι χαμηλή και εξαρτάται από το είδος, την υγρασία, τη θερμοκρασία και την κατεύθυνση. Με την αύξηση της υγρασίας και της θερμοκρασίας, μειώνεται. κατά μήκος των ινών είναι πολύ χαμηλότερο από ό,τι κατά μήκος. Τα δεδομένα για την ηλεκτρική αντοχή του ξύλου κατά μήκος και κατά μήκος των ινών δίνονται στον πίνακα.
ηλεκτρική αντοχή του ξύλου κατά μήκος και κατά μήκος των ινών
Με περιεκτικότητα σε υγρασία ξύλου πεύκου 10%, ελήφθη η ακόλουθη ηλεκτρική αντοχή σε kilovolt ανά 1 cm πάχους: κατά μήκος των ινών 16,8; στην ακτινική κατεύθυνση 59,1. στην εφαπτομενική διεύθυνση 77,3 (ο προσδιορισμός έγινε σε δείγματα πάχους 3 mm). Όπως μπορείτε να δείτε, η ηλεκτρική αντοχή του ξύλου κατά μήκος των ινών είναι περίπου 3,5 φορές μικρότερη από ό,τι κατά μήκος των ινών. στην ακτινική διεύθυνση, η ισχύς είναι μικρότερη από την εφαπτομενική διεύθυνση, καθώς οι ακτίνες του πυρήνα μειώνουν την τάση διάσπασης. Η αύξηση της υγρασίας από 8 σε 15% (κατά δύο φορές) μειώνει τη διηλεκτρική αντοχή στις ίνες κατά περίπου 3 φορές (μέσος όρος για οξιά, σημύδα και σκλήθρα).
Η ηλεκτρική αντοχή (σε κιλοβολτ ανά 1 cm πάχους) άλλων υλικών είναι η εξής: μαρμαρυγία 1500, γυαλί 300, βακελίτης 200, παραφίνη 150, λάδι μετασχηματιστή 100, πορσελάνη 100. Για να αυξηθεί η ηλεκτρική αντοχή του ξύλου και να μειωθούν τα ηλεκτρικά αγωγιμότητα όταν χρησιμοποιείται στην ηλεκτρική βιομηχανία ως μονωτικό εμποτίζεται με λάδι ξήρανσης, λάδι μετασχηματιστή, παραφίνη, τεχνητές ρητίνες. Η αποτελεσματικότητα ενός τέτοιου εμποτισμού είναι εμφανής από τα ακόλουθα δεδομένα για το ξύλο σημύδας: ο εμποτισμός με λάδι ξήρανσης αυξάνει την τάση διάσπασης κατά μήκος των ινών κατά 30%, με το λάδι μετασχηματιστή - κατά 80%, με παραφίνη - σχεδόν δύο φορές σε σύγκριση με την τάση διάσπασης για ξήρανση στον αέρα μη εμποτισμένο ξύλο.
διηλεκτρικές ιδιότητες του ξύλου
Η τιμή που δείχνει πόσες φορές αυξάνεται η χωρητικότητα του πυκνωτή εάν το διάκενο αέρα μεταξύ των πλακών αντικατασταθεί με ένα παρέμβυσμα του ίδιου πάχους από ένα δεδομένο υλικό ονομάζεται διηλεκτρική σταθερά αυτού του υλικού. Η διηλεκτρική σταθερά (διηλεκτρική σταθερά) για ορισμένα υλικά δίνεται στον πίνακα.
διαπερατότητα ορισμένων υλικών
| Υλικό | Ξύλο | Η διηλεκτρική σταθερά | |
| Αέρας | 1,00 | Ερυθρελάτη ξηρό: κατά μήκος των ινών | 3,06 |
| στην εφαπτομενική κατεύθυνση | 1,98 | ||
| Παραφίνη | 2,00 | ||
| στην ακτινική κατεύθυνση | 1,91 | ||
| Πορσελάνη | 5,73 | ||
| Μαρμαρυγίας | 7,1-7,7 | Οξιά ξηρή: κατά μήκος του κόκκου | 3,18 |
| στην εφαπτομενική κατεύθυνση | 2,20 | ||
| Μάρμαρο | 8,34 | ||
| στην ακτινική κατεύθυνση | 2,40 | ||
| Νερό | 80,1 |
Τα δεδομένα για το ξύλο δείχνουν μια αξιοσημείωτη διαφορά μεταξύ της διηλεκτρικής σταθεράς κατά μήκος και κατά μήκος των ινών. Ταυτόχρονα, η διαπερατότητα κατά μήκος των ινών στην ακτινική και εφαπτομενική διεύθυνση διαφέρει ελάχιστα. Η διηλεκτρική σταθερά σε ένα πεδίο υψηλής συχνότητας εξαρτάται από τη συχνότητα του ρεύματος και την περιεκτικότητα σε υγρασία του ξύλου. Με την αυξανόμενη συχνότητα ρεύματος, η διηλεκτρική σταθερά του ξύλου οξιάς κατά μήκος των ινών με περιεκτικότητα σε υγρασία από 0 έως 12% μειώνεται, κάτι που είναι ιδιαίτερα αισθητό για περιεκτικότητα σε υγρασία 12%. Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε υγρασία του ξύλου οξιάς, η διηλεκτρική σταθερά κατά μήκος των ινών αυξάνεται, η οποία είναι ιδιαίτερα αισθητή σε χαμηλότερη συχνότητα ρεύματος.
Σε ένα πεδίο υψηλής συχνότητας, το ξύλο θερμαίνεται. Ο λόγος για τη θέρμανση είναι η απώλεια θερμότητας Joule μέσα στο διηλεκτρικό, η οποία συμβαίνει υπό την επίδραση ενός εναλλασσόμενου ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Αυτή η θέρμανση καταναλώνει ένα μέρος της ενέργειας εισόδου, η τιμή της οποίας χαρακτηρίζεται από την εφαπτομένη απώλεια.
Η εφαπτομένη απώλεια εξαρτάται από την κατεύθυνση του πεδίου σε σχέση με τις ίνες: είναι περίπου διπλάσια κατά μήκος των ινών από ό,τι κατά μήκος των ινών. Σε όλες τις ίνες στην ακτινική και εφαπτομενική κατεύθυνση, η εφαπτομένη απώλεια διαφέρει ελάχιστα. Η εφαπτομένη της διηλεκτρικής απώλειας, όπως και η διηλεκτρική σταθερά, εξαρτάται από τη συχνότητα του ρεύματος και την περιεκτικότητα σε υγρασία του ξύλου. Έτσι, για το απολύτως ξηρό ξύλο οξιάς, η εφαπτομένη απώλεια κατά μήκος των ινών αυξάνεται πρώτα με την αύξηση της συχνότητας, φτάνει στο μέγιστο σε συχνότητα 10 7 Hz, μετά την οποία αρχίζει να μειώνεται ξανά. Ταυτόχρονα, σε υγρασία 12%, η εφαπτομένη απώλεια πέφτει απότομα με την αύξηση της συχνότητας, φτάνει στο ελάχιστο σε συχνότητα 105 Hz και στη συνέχεια αυξάνεται εξίσου απότομα.
εφαπτομένη μέγιστης απώλειας για ξηρό ξύλο
Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε υγρασία του ξύλου οξιάς, η εφαπτομένη απώλεια κατά μήκος των ινών αυξάνεται απότομα σε χαμηλές (3 x 10 2 Hz) και υψηλές (10 9 Hz) συχνότητες και σχεδόν δεν αλλάζει σε συχνότητα 10 6 - 10 7 Hz.
Μέσα από μια συγκριτική μελέτη των διηλεκτρικών ιδιοτήτων του ξύλου πεύκου και της κυτταρίνης, της λιγνίνης και της ρητίνης που λαμβάνεται από αυτό, διαπιστώθηκε ότι οι ιδιότητες αυτές καθορίζονται κυρίως από την κυτταρίνη. Η θέρμανση του ξύλου στον τομέα των ρευμάτων υψηλής συχνότητας χρησιμοποιείται στις διαδικασίες ξήρανσης, εμποτισμού και κόλλησης.
πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες του ξύλου
Ηλεκτρικά φορτία εμφανίζονται στην επιφάνεια ορισμένων διηλεκτρικών υπό τη δράση μηχανικών τάσεων. Αυτό το φαινόμενο που σχετίζεται με την πόλωση του διηλεκτρικού ονομάζεται άμεσο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο. Οι πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά σε κρυστάλλους χαλαζία, τουρμαλίνη, άλας Rochelle κ.λπ. Αυτά τα υλικά έχουν επίσης ένα αντίστροφο πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα, το οποίο συνίσταται στο γεγονός ότι οι διαστάσεις τους αλλάζουν υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου. Οι πλάκες από αυτούς τους κρυστάλλους χρησιμοποιούνται ευρέως ως πομποί και δέκτες στην τεχνολογία υπερήχων.
Αυτά τα φαινόμενα απαντώνται όχι μόνο σε μονοκρυστάλλους, αλλά και σε μια σειρά από άλλα ανισότροπα στερεά υλικά που ονομάζονται πιεζοηλεκτρικές υφές. Πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες έχουν επίσης βρεθεί στο ξύλο. Διαπιστώθηκε ότι ο κύριος φορέας των πιεζοηλεκτρικών ιδιοτήτων στο ξύλο είναι το προσανατολισμένο συστατικό του - η κυτταρίνη. Η ένταση της πόλωσης του ξύλου είναι ανάλογη με το μέγεθος των μηχανικών τάσεων από τις ασκούμενες εξωτερικές δυνάμεις. ο συντελεστής αναλογικότητας ονομάζεται πιεζοηλεκτρικός συντελεστής. Η ποσοτική μελέτη του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου, επομένως, ανάγεται στον προσδιορισμό των τιμών των πιεζοηλεκτρικών συντελεστών. Λόγω της ανισοτροπίας των μηχανικών και πιεζοηλεκτρικών ιδιοτήτων του ξύλου, αυτοί οι δείκτες εξαρτώνται από την κατεύθυνση των μηχανικών δυνάμεων και το διάνυσμα πόλωσης.
Το μεγαλύτερο πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα παρατηρείται υπό θλιπτικά και εφελκυστικά φορτία υπό γωνία 45° ως προς τις ίνες. Οι μηχανικές καταπονήσεις που κατευθύνονται αυστηρά κατά μήκος ή κατά μήκος των ινών δεν προκαλούν πιεζοηλεκτρική επίδραση στο ξύλο. Στον πίνακα. δίνονται οι τιμές των πιεζοηλεκτρικών μονάδων για ορισμένα πετρώματα. Το μέγιστο πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα παρατηρείται σε ξηρό ξύλο, με την αύξηση της υγρασίας μειώνεται και στη συνέχεια εξαφανίζεται εντελώς. Άρα, ήδη σε υγρασία 6-8%, το μέγεθος του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου είναι πολύ μικρό. Με αύξηση της θερμοκρασίας στους 100 ° C, η τιμή του πιεζοηλεκτρικού συντελεστή αυξάνεται. Με μια μικρή ελαστική παραμόρφωση (υψηλό μέτρο ελαστικότητας) του ξύλου, ο πιεζοηλεκτρικός συντελεστής μειώνεται. Ο πιεζοηλεκτρικός συντελεστής εξαρτάται επίσης από πολλούς άλλους παράγοντες. Ωστόσο, ο προσανατολισμός του συστατικού κυτταρίνης του ξύλου έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στην αξία του.
πιεζοηλεκτρικές ξύλινες μονάδες
Το ανοιχτό φαινόμενο επιτρέπει μια βαθύτερη μελέτη της λεπτής δομής του ξύλου. Οι δείκτες του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου μπορούν να χρησιμεύσουν ως ποσοτικά χαρακτηριστικά του προσανατολισμού της κυτταρίνης και επομένως είναι πολύ σημαντικοί για τη μελέτη της ανισοτροπίας του φυσικού ξύλου και των νέων ξύλινων υλικών με ιδιότητες που καθορίζονται σε ορισμένες κατευθύνσεις.
Στον ηλεκτρισμό, υπάρχουν τρεις κύριες ομάδες υλικών - αυτοί είναι οι αγωγοί, οι ημιαγωγοί και τα διηλεκτρικά. Η κύρια διαφορά τους είναι η ικανότητα να μεταφέρουν ρεύμα. Σε αυτό το άρθρο, θα δούμε πώς διαφέρουν αυτοί οι τύποι υλικών και πώς συμπεριφέρονται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο.
Τι είναι ο μαέστρος
Μια ουσία στην οποία υπάρχουν ελεύθεροι φορείς φορτίου ονομάζεται αγωγός. Η κίνηση των ελεύθερων φορέων ονομάζεται θερμική. Το κύριο χαρακτηριστικό ενός αγωγού είναι η αντίστασή του (R) ή η αγωγιμότητα (G) - η αμοιβαία αντίσταση.
ομιλία με απλά λόγια- Ένας αγωγός μεταφέρει ρεύμα.
Τα μέταλλα μπορούν να αποδοθούν σε τέτοιες ουσίες, αλλά αν μιλάμε για μη μέταλλα, τότε, για παράδειγμα, ο άνθρακας είναι ένας εξαιρετικός αγωγός, έχει βρει εφαρμογή σε συρόμενες επαφές, για παράδειγμα, βούρτσες κινητήρα. Το υγρό χώμα, τα διαλύματα αλάτων και οξέων στο νερό, το ανθρώπινο σώμα αγώγουν επίσης ρεύμα, αλλά η ηλεκτρική τους αγωγιμότητα είναι συχνά μικρότερη από αυτή του χαλκού ή του αλουμινίου, για παράδειγμα.
Τα μέταλλα είναι εξαιρετικοί αγωγοί λόγω ένας μεγάλος αριθμόςδωρεάν φορείς φόρτισης στη δομή τους. Υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου, τα φορτία αρχίζουν να κινούνται, καθώς και να ανακατανέμονται, παρατηρείται το φαινόμενο της ηλεκτροστατικής επαγωγής.
Τι είναι ένα διηλεκτρικό
Τα διηλεκτρικά είναι ουσίες που δεν φέρουν ρεύμα ή αγώγουν, αλλά πολύ άσχημα. Δεν υπάρχουν φορείς ελεύθερου φορτίου σε αυτά, επειδή ο δεσμός των σωματιδίων ενός ατόμου είναι αρκετά ισχυρός για να σχηματίσει ελεύθερους φορείς, επομένως, υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου, δεν προκύπτει ρεύμα στο διηλεκτρικό.
Αέριο, γυαλί, κεραμικά, πορσελάνη, ορισμένες ρητίνες, τεστολίτης, καρβολίτης, απεσταγμένο νερό, ξηρό ξύλο, καουτσούκ είναι διηλεκτρικά και δεν αγώγουν ηλεκτρισμό. Στην καθημερινή ζωή, τα διηλεκτρικά βρίσκονται παντού, για παράδειγμα, από αυτά κατασκευάζονται ηλεκτρικές συσκευές, ηλεκτρικοί διακόπτες, βύσματα, πρίζες κ.λπ. Στα καλώδια ισχύος, οι μονωτές κατασκευάζονται από διηλεκτρικά.
Ωστόσο, εάν υπάρχουν ορισμένοι παράγοντες, όπως π.χ ανυψωμένο επίπεδουγρασία, ένταση ηλεκτρικού πεδίου πάνω από την επιτρεπόμενη τιμή και ούτω καθεξής - οδηγούν στο γεγονός ότι το υλικό αρχίζει να χάνει τις διηλεκτρικές του λειτουργίες και γίνεται αγωγός. Μερικές φορές μπορείτε να ακούσετε φράσεις όπως "καταστροφή του μονωτή" - αυτό είναι το φαινόμενο που περιγράφεται παραπάνω.
Εν ολίγοις, οι κύριες ιδιότητες ενός διηλεκτρικού στον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας είναι η ηλεκτρική μόνωση. Είναι η ικανότητα αποτροπής της ροής του ρεύματος που προστατεύει ένα άτομο από ηλεκτρικούς τραυματισμούς και άλλα προβλήματα. Το κύριο χαρακτηριστικό ενός διηλεκτρικού είναι η διηλεκτρική ισχύς - μια τιμή ίση με την τάση διάσπασής του.
Τι είναι ο ημιαγωγός
Ένας ημιαγωγός μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά όχι όπως τα μέταλλα, αλλά υπό ορισμένες συνθήκες - την επικοινωνία της ενέργειας στην ουσία στις σωστές ποσότητες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι υπάρχουν πολύ λίγοι ελεύθεροι φορείς φορτίου (οπές και ηλεκτρόνια) ή δεν υπάρχουν καθόλου, αλλά αν εφαρμόσετε κάποια ποσότητα ενέργειας, θα εμφανιστούν. Ενέργεια μπορεί να είναι διάφορες μορφές- ηλεκτρικό, θερμικό. Επίσης, ελεύθερες οπές και ηλεκτρόνια σε έναν ημιαγωγό μπορούν να εμφανιστούν υπό την επίδραση της ακτινοβολίας, για παράδειγμα, στο φάσμα UV.
Πού χρησιμοποιούνται οι ημιαγωγοί; Από αυτά κατασκευάζονται τρανζίστορ, θυρίστορ, δίοδοι, μικροκυκλώματα, LED κ.λπ. Τέτοια υλικά περιλαμβάνουν πυρίτιο, γερμάνιο, μείγματα διαφορετικά υλικάπχ αρσενίδιο του γαλλίου, σελήνιο, αρσενικό.
Για να κατανοήσουμε γιατί ένας ημιαγωγός άγει ηλεκτρισμό, αλλά όχι όπως τα μέταλλα, πρέπει να εξετάσουμε αυτά τα υλικά από τη σκοπιά της θεωρίας ζωνών.
Θεωρία ζωνών
Η θεωρία ζώνης περιγράφει την παρουσία ή την απουσία ελεύθερων φορέων φορτίου, σε σχέση με ορισμένα ενεργειακά στρώματα. Το ενεργειακό επίπεδο ή στρώμα είναι η ποσότητα ενέργειας των ηλεκτρονίων (πυρήνες ατόμων, μόρια - απλά σωματίδια), μετρώνται στην τιμή των Ηλεκτρονβολτ (EV).
Η παρακάτω εικόνα δείχνει τρεις τύπους υλικών με τα ενεργειακά τους επίπεδα:
Σημειώστε ότι σε έναν αγωγό, τα επίπεδα ενέργειας από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιμότητας συνδυάζονται σε ένα συνεχές διάγραμμα. Η ζώνη αγωγιμότητας και η ζώνη σθένους επικαλύπτονται μεταξύ τους, αυτό ονομάζεται ζώνη επικάλυψης. Ανάλογα με την παρουσία ηλεκτρικού πεδίου (τάση), τη θερμοκρασία και άλλους παράγοντες, ο αριθμός των ηλεκτρονίων μπορεί να ποικίλλει. Χάρη στα παραπάνω, τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινηθούν σε αγωγούς, ακόμα κι αν τους πεις μερικούς ελάχιστο ποσόενέργεια.
Ένας ημιαγωγός έχει ένα ορισμένο διάκενο ζώνης μεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιμότητας. Το διάκενο ζώνης περιγράφει πόση ενέργεια πρέπει να μεταδοθεί σε έναν ημιαγωγό προκειμένου να αρχίσει να ρέει ρεύμα.
Για ένα διηλεκτρικό, το διάγραμμα είναι παρόμοιο με αυτό που περιγράφει τους ημιαγωγούς, αλλά η διαφορά είναι μόνο στο χάσμα ζώνης - εδώ είναι πολλές φορές μεγαλύτερο. Οφείλονται διαφορές εσωτερική δομήκαι ουσίες.
Εξετάσαμε τους τρεις κύριους τύπους υλικών και δώσαμε τα παραδείγματα και τα χαρακτηριστικά τους. Η κύρια διαφορά τους είναι η ικανότητα να μεταφέρουν ρεύμα. Ως εκ τούτου, καθένα από αυτά έχει βρει το δικό του πεδίο εφαρμογής: αγωγοί χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας, διηλεκτρικά - για την απομόνωση εξαρτημάτων που μεταφέρουν ρεύμα, ημιαγωγοί - για ηλεκτρονικά. Ελπίζουμε ότι οι παρεχόμενες πληροφορίες σας βοήθησαν να κατανοήσετε τι είναι οι αγωγοί, οι ημιαγωγοί και τα διηλεκτρικά σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, καθώς και πώς διαφέρουν μεταξύ τους.
Το ξύλο (ξύλο) είναι μονωτικό: η ηλεκτρική του αγωγιμότητα είναι πολύ χαμηλή σε θερμοκρασία δωματίου, ειδικά αν το ξύλο είναι στεγνό. Όταν θερμαίνεται, το ξύλο απανθρακώνεται. Ο άνθρακας (γραφίτης με μερικώς διαταραγμένο πλέγμα) είναι αγωγός ηλεκτρικού ρεύματος: μακριά από τον καλύτερο, αλλά αγωγός. Το πείραμά μας βασίζεται στην αρχή που περιγράφηκε. Παίρνουμε μια λάμπα 220 V, ανάβουμε δύο ηλεκτρόδια (καρφιά, ατσάλινο σύρμα κ.λπ.) σε σειρά μαζί της, τα οποία βρίσκονται παράλληλα σε απόσταση περίπου 1-2 εκ. Βάλτε τα όλα σε μια πρίζα. Η λάμπα, φυσικά, δεν καίγεται, αφού το κύκλωμα είναι ανοιχτό: τα ηλεκτρόδια χωρίζονται από ένα εκατοστό αέρα. Τοποθετήστε μερικά σπίρτα πάνω από τα ηλεκτρόδια. Τα σπίρτα θα συνδέσουν τα ηλεκτρόδια, αλλά το ξύλο είναι μονωτικό, οπότε η λάμπα δεν θα καεί. Κατευθύνουμε τη φλόγα ενός καυστήρα αερίου στη λάμπα. Το ξύλο θα πάρει φωτιά και θα κάρβουνο, το κάρβουνο θα συνδέσει τα δύο ηλεκτρόδια, και αφού το κάρβουνο είναι αγωγός, το κύκλωμα θα κλείσει και η λάμπα θα ανάψει. Καυστήρας αερίουθα ανάψει τη λάμπα.
Ακούγεται απλό, αλλά στην πράξη είναι λίγο πιο περίπλοκο. Αρκετές αποχρώσεις.
1. Το δέντρο πρέπει να είναι εντελώς απανθρακωμένο.
Η διαδικασία της απανθράκωσης του ξύλου διαφέρει, για παράδειγμα, από την αποσύνθεση του ανθρακικού ασβεστίου (σε οξείδιο του ασβεστίου και διοξείδιο του άνθρακα) από το γεγονός ότι η θερμόλυση του ξύλου περνά από πολλά στάδια. Δεν είμαστε ικανοποιημένοι με τα προϊόντα των ενδιάμεσων σταδίων: η ενανθράκωση του ξύλου πρέπει να είναι πλήρης. Ένα σημάδι αυτού: το δέντρο σταματά να καίει - η φλόγα εξαφανίζεται, το δέντρο μόνο σιγοκαίει (δηλαδή δεν σχηματίζονται πλέον πτητικά εύφλεκτα προϊόντα θερμόλυσης).
2. Τα σπίρτα μπορεί να λυγίσουν στη φλόγα κατά τη θέρμανση, με αποτέλεσμα την απώλεια επαφής με τα ηλεκτρόδια. Μερικές φορές η περαιτέρω θέρμανση βοηθάει: τα σπίρτα λυγίζουν μέχρι να αγγίξουν ξανά το ηλεκτρόδιο. (Είναι πιθανό ότι η ίδια η διαδικασία θέρμανσης είναι επίσης σημαντική για τη βελτίωση της επαφής). Είναι απαραίτητο να μην το παρακάνετε και να μην κάψετε εντελώς το κάρβουνο.
Κατά τη διαδικασία της απανθράκωσης, τα σπίρτα πέφτουν συχνά, επομένως, πριν από το πείραμα, πρέπει να τοποθετηθούν στα ηλεκτρόδια έτσι ώστε κανένα άκρο να μην υπερβαίνει το άλλο (οι βρόχοι στα ηλεκτρόδια είναι χρήσιμοι - βλέπε παρακάτω).
3. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα απανθρακωμένο σπίρτο μπορεί να διορθωθεί και να πιεστεί στα ηλεκτρόδια με ένα συνηθισμένο σπίρτο - για να αποκατασταθεί η επαφή. Συνιστάται να κάνετε ηλεκτρόδια με "θηλιές" στα άκρα και να εισάγετε σπίρτα στους βρόχους: αυτό βελτιώνει την επαφή.
4. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, τα ηλεκτρόδια καλύπτονται με λέπια και αιθάλη. Μεταξύ των πειραμάτων, είναι επιθυμητό να τα καθαρίσετε για να βελτιωθεί η επαφή (προφανώς, αυτό δεν είναι απαραίτητο).
5. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, τα γυμνά ηλεκτρόδια ενεργοποιούνται στα 220 V. Ο πειραματιστής πρέπει να χειριστεί αυτά τα ηλεκτρόδια πολλές φορές: να τοποθετήσει σπίρτα πάνω τους, να διορθώσει τα απανθρακωμένα σπίρτα, να δείξει με ένα πολύμετρο ότι τα ηλεκτρόδια ενεργοποιούνται κ.λπ. Δεν πηγαίνει καλά κάθε εμπειρία, επομένως οι διαδικασίες ρουτίνας πρέπει να γίνονται ξανά και ξανά. Ως αποτέλεσμα, είναι εύκολο να ξεχάσουμε ότι τα ηλεκτρόδια είναι ζωντανά και να τα ακουμπήσουμε κατά λάθος.
Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, άγγιξα δύο φορές τα ενεργοποιημένα ηλεκτρόδια. Κάποτε - με ιδρωμένα χέρια, στέκεται με γυμνά πόδια στο λινέλαιο. Η παλάμη συσπάστηκε, άφησα την πένσα και ξεστόμισα μια-δυο λέξεις «πολιτισμικές». Τη δεύτερη φορά δεν ένιωσα απολύτως τίποτα. - Πέρασα εύκολα.
Αλλά εάν ένα άτομο αγγίζει ταυτόχρονα γυμνά καλώδια και γειωμένα αντικείμενα (σωλήνα νερού, μπαταρία κεντρικής θέρμανσης κ.λπ.), το αποτέλεσμα μπορεί να είναι μοιραίο. Είναι ιδιαίτερα κακό αν τα χέρια είναι βρεγμένα, γιατί. ηλεκτρική αντίσταση ανθρώπινο σώμασυγκεντρώνεται κυρίως στο δέρμα.
Έτσι, υπάρχει ένας λαμπτήρας 220 V στο κύκλωμα, δύο ηλεκτρόδια συνδέονται σε σειρά μαζί του. Το ρόλο των ηλεκτροδίων σε διάφορα πειράματα έπαιξαν καρφιά, μεγάλοι συνδετήρες και ατσάλινο σύρμα. Τα ηλεκτρόδια είναι τοποθετημένα παράλληλα και στο ίδιο επίπεδο (έτσι ώστε να μπορούν να τοποθετηθούν σπίρτα ή κομμάτια ξύλου πάνω τους). Για να αποδείξω ότι το κύκλωμα είναι ενεργοποιημένο, συνδέω τα ηλεκτρόδια με ένα κατσαβίδι. Η λάμπα ανάβει έντονα. Αφαιρώ το κατσαβίδι - η λάμπα σβήνει.
Βάζω πολλά σπίρτα στα ηλεκτρόδια για να τα συνδέουν. Η λάμπα δεν καίγεται γιατί το ξύλο είναι μονωτικό. Κατευθύνω τη φλόγα του καυστήρα στα σπίρτα, απανθρακώνοντάς τα ομοιόμορφα σε όλο το μήκος. Όταν μένουν κόκκινα κάρβουνα από τα σπίρτα, το κύκλωμα κλείνει, η λάμπα ανάβει. Στο σημείο επαφής του αγώνα με τα ηλεκτρόδια, συχνά αναβοσβήνει ένα μπλε ηλεκτρικό τόξο, το ίδιο το σπίρτο σε ορισμένα σημεία παραμένει καυτό. Αυτό συνοδεύεται από ένα χαρακτηριστικό κροτάλισμα. Μετά από μερικά δευτερόλεπτα ή δεκάδες δευτερόλεπτα, το σπίρτο σβήνει, η επαφή χάνεται, η λάμπα σβήνει. Αλλά συχνά η επαφή αποκαθίσταται σε νέα μέρη, το τόξο αναβοσβήνει ξανά, εμφανίζονται σπινθήρες και τριξίματα. Η λάμπα ανάβει ξανά: άλλοτε έντονα και σχεδόν ομοιόμορφα, άλλοτε αμυδρά και με φλας (ανάλογα με το πόσο καλή είναι η επαφή). Εάν είναι απαραίτητο, τα απανθρακωμένα σπίρτα διορθώνονται και πιέζονται στα ηλεκτρόδια με ένα άκαυστο σπίρτο. Αν αυτό δεν πετύχει, κατευθύνουν τη φλόγα του καυστήρα στα απανθρακωμένα σπίρτα.
Εάν είναι επιθυμητό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν 3-4 αγώνες ή 1-2 στο πείραμα.
