Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Elektroteknik
De keramiska materialens egenskaper.
Den elektriska ledningsförmågan hos en keramisk
isolator är en ren jonledningsförmåga. Den
uppträder dels som ytledningsförmåga dels som inre
ledningsförmåga. Elektricitetsgenomgången i en
keramisk isolator följer samma lag som gäller för
elektrolyter, dvs. Faradays lag. Detta bevisas
experimentellt med användande av kvicksilverelektroder, då
natrium, som fällts ut ur den keramiska skärvan, när
ström går igenom den, kvantitativt kan bestämmas i
det bildade natriumamalgamet.
Ledningsförmågan är med andra ord starkt
beroende av mängden lättrörliga joner i materialet, vilket
ju är i överensstämmelse med vad ovan sagts om
betydelsen av alkalijonernas närvaro i gittret. —
Tydligt är, att i det rena kvartsglaset, vilket ju endast
består av kiselsyra, mycket små möjligheter för
elektricitetstransport föreligga. Dess elektriska
motstånd visar också mycket höga värden.
Temperaturkoefficienten för ledningsförmågan är
hos ett kristalliserat ämne alltid större än
motsvarande konstant för samma ämne i glasfas. — För
glas-tillståndet tillkommer dessutom, att i
transformations-området, dvs. i övergångsområdet mellan fast och
flytande tillstånd, visar temperaturkoefficienten
tydliga anomalier.
Ytledningsförmågan hos en isolator är beroende av
den vattenhud, som bildas på isolatorns yttersidor.
I vattenskiktet löses små mängder av materialet så,
att man får en vattenlösning med ren
jonledningsförmåga. Ytledningsförmågan är under i övrigt
oförändrade förhållanden en ren funktion av isolatorytans
kemiska sammansättning. Som huvudregel gäller
för att få minsta möjliga ytledningsförmåga hos
isolatorn att minska alkalihalten och stegra
kiselsyre-halten. Det rena kvartsglaset är här liksom i fråga
om inre ledningsförmågan den bästa isolatorn.
Värmegenomslaget och den rena elektriska
genomslagshållfastheten hos en isolator äro två egenskaper,
som till sin natur äro väsenskilda, ehuru deras
verkningar äro mycket likartade. — Värmegenomslaget
uppstår genom att temperaturer uppstå i isolatorn,
som överstiga dess temperaturbeständighet, dvs.
temperaturer på minst 1 300—1 500° uppträda. Denna
uppvärmning kan givetvis uppstå genom yttre
inflytelser, men saknar betydelse, då i allmänhet det
elektriskt ledande materialet icke uthärdar sådana
värme-grader. Av större betydelse äro de fall, då i
isolatorn själv alstrat värme orsakar smältningen i
isola-tormaterialet. Värmegenomslaget uppkommer på det
sättet, att i isolatorn frigjort värme, som bildas av
de små strömstyrkor, vilka trots allt framgå i
isola-tionsmaterialet, uppvärmer isolatorn till den
erforderliga höga temperaturen. Att så verkligen är fallet
kan synas märkvärdigt, men förklaringen är den, att
dels ökar jonledningsförmågan med stegrad
temperatur, så att strömstyrkan stiger, varför
värmebildningen accelereras, dels äro isolatorerna så
utomordentligt dåliga värmeledare. Det är av det sagda
utan vidare klart, att värmegenomslaget icke är en
ren materialegenskap utan beror av de yttre
förhållandena liksom av den keramiska isolatorns
dimensioner. Vidare är det klart, att värmegenomslaget är
tidsberoende. För högfrekventa strömmar
tillkommer dessutom som värmealstrare det av de
dielektriska förlusterna erhållna energitillskottet, varför en
isolator i ett högfrekvensfält vanligen visar sämre
resistens mot värmegenomslag än i ett likströmsfält.
Det rena elektriska genomslaget är i motsats mot
värmegenomslaget en ren materialkonstant samt
icke tidsberoende. Enligt nyare åsikter är det att
betrakta som ett genomslag av elektronerna genom
isolatorn. Dessa röra sig i gittret med ytterligt stor
hastighet under stötjoniseringsverkan. Av största
intresse i detta sammanhang är, att i rena kristaller
är det elektriska genomslaget, som redan förut
nämnts, beroende av kristallens symmetriegenskaper.
Intressant är vidare, att det finnes vissa
möjligheter att öka genomslagshållfastheten hos kristaller
genom inlagring av främmande ämnen i dem. Härvid
synes elektrongenomgången försvåras, sannolikt på
grund av uppkomsten av ändrade
laddningsförhållanden i gittret.
För högfrekvenstekniken spela de dielektriska
förlusternas storlek avgörande roll vid val av
isolationsmaterial, då energiförlusten i isolatorn är direkt
proportionell mot tangenten för förlustvinkeln. Den
teoretiska förklaringen av de dielektriska
förlusternas karaktär grundar sig på teorier av Wagner och
Debye. Mot dessa stå i viss mån Bonings åsikter,
som basera sig på de nyss i korthet skisserade
åsikterna om isolatormaterialens allmänna uppbyggnad.
Enligt Wagner4 kan man tänka sig
isolationsmateria-len uppbyggda av skikt med olika dielektriska
egenskaper. Förluster uppträda i materialet vid
skiktövergångar med olika förhållanden mellan
dielektricitetskonstant och elektrisk ledningsförmåga. Det är
nu fullkomligt likgiltigt, om verkliga skikt finnas hos
isolatorn eller om dessa elektriskt olikartade partier
ligga statistiskt oregelbundet i materialet. Enligt
Debye5 bero de dielektriska förlusterna av ämnenas
dipolmoment. Med dipolmoment hos polära
molekyler menas produkten av avståndet mellan de
elektriska laddningarnas tyngdpunkter och
laddningarnas storlek. Dipolmomentet i ett växelströmsfält
strävar efter att orientera sig i det och utför därvid
synkrona svängningar. I överensstämmelse med
denna teori visa fullständigt opolära ämnen, t. e.
koltetraklorid, inga som helst dielektriska förluster.
Enligt Bonings teori slutligen bero de dielektriska
förlusterna på, att de i hans diafragmas kanaler
befintliga glidjonerna röra sig fram och tillbaka i
växelströmsfältet. I bästa överensstämmelse med den
moderna materieuppfattningen torde dock Debyes
åsikter om de dielektriska förlusternas karaktär anses
stå. I allmänhet stiga de dielektriska förlusterna
med stigande temperatur rätt kraftigt, men undantag
finnas från denna regel. För keramiska isolatorer
avtaga i allmänhet de dielektriska förlusterna med
stigande frekvens, men någon lagbundenhet finnes
här icke. I vissa fall har man kunnat påvisa ett
tydligt minimum för förlusterna vid en viss frekvens,
i andra fall har man kunnat påvisa tydliga maxima.
Dessa skiljaktigheter torde bero på samband mellan
frekvensen och olikartad inre uppbyggnad i isolatorn,
varvid dipolmomentets rörelseförmåga och de den
motverkande krafterna inverka.
Dielektricitetskonstantens storlek intresserar
framförallt för kondensatortillverkningen. Orsaken till att
vissa material ha så hög dielektricitetskonstant är
teoretiskt sett svårförklarad. Ovan nämndes, att det
i vissa fall finnes tydliga övergångsformer mellan
2 maj 1942
67
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
