ĐỀ CƯƠNG
VẬT LIỆU ĐIỆN

1


1. Những hiện tượng gì xảy ra trong điện mơi khi đặt vào trong điện trường?
Hãy phân tích những hiện tượng đó?
2. Hãy nếu đặc điểm điện dẫn điện mơi khí? Hãy phân tích những đặc điểm
đó?
3. Hãy nếu đặc điểm điện dẫn ion của điện môi lỏng? Hãy phân tích những
đặc điểm đó?
4. Hãy nếu đặc điểm điện dẫn điện di của điện mơi lỏng? Hãy phân tích
những đặc điểm đó?
5. Hãy nếu đặc điểm điện dẫn mặt của điện mơi rắn? Hãy phân tích những
đặc điểm đó?
6. Hằng số điện mơi là gì? Hãy nêu sự tương quan giữa hằng số điện mơi và
cường độ phân cực?
7. Có bao nhiêu loại phân cực trong điện môi? Hãy phân tích những loại phân
cực đó?
8. Hãy nêu sự giống và khác nhau giữa hằng số điện mơi của chất khí và lỏng
trung tính?
9. Hãy nêu sự giống và khác nhau giữa hằng số điện mơi của chất khí và lỏng
cực tính?
10. Hãy phân tích hằng số điện mơi rắn trung tính và cực tính?
11. Hãy phân tích hằng số điện môi của điện môi xéc nhét và thủy tinh vô cơ?
12. Có bao nhiêu tổn hao điện mơi? Hãy phân tích các tổn hao điện mơi đó?
13. Tổn hao điện mơi trong sơ đồ thay thế như thế nào? Trình bày các yếu tố
ảnh hưởng đến tổn hao điện môi?
14. Hãy trình bày tổn hao trong điện mơi khí, lỏng và rắn?
15. Hãy trình bày sự phóng điện trong điện mơi khí?

16. Hãy trình bày phóng điện vầng quang điện trên đường dây tải điện?
17. Hãy trình bày sự phóng điện trong điện mơi lỏng?
18. Hãy trình bày sự phóng điện trong điện mơi rắn?
19. Trình bày tính hút ẩm của điện mơi?
20. Hãy trình bày tính chất cơ học của điện mơi?
21. Hãy trình bày tính chất nhiệt của điện mơi?
22. Hãy trình bày và phân tích vật liệu cách điện thể khí, lỏng và rắn?
23. Hãy trình bày đặc điểm yêu cầu đối với sứ cách điện đường dây?
24. Hãy phân tích đặc điểm của vật liệu xéc nhét điện, áp điện và electrét
25. Phân tích vật liệu có điện dẫn cao?
26. Phân tích đặc điểm tính điện dẫn của bán dẫn?
27. Có những ảnh hưởng nào đến điện dẫn của chất bán dẫn? phân tích những
ảnh hưởng đó?
2


Câu 1 : những hiện tượng gì xảy ra trong điện môi khi dặt điện trường
vào . nêu hiện tượng này
• Những hiện tượng xảy ra trong điện mơi khi đặt vào điện trường là
+ khi đặt điện môi vào trong điện trường E , điện môi sẽ chịu tác dụng
của dường độ điện trường . tùy theo dạng cddt và thời gian tác dụng của
điện trường mà trong điện môi xảy ra những hiện tượng với các đặc
điểm khác nhau đồng thời yếu tố môi trường như nhiệt độ độ ẩm áp xuất
….cũng ảnh hưởng đến quá trình xảy ra trong điện môi dưới tác dụng
của điện trường trường trong điện mơi có thể xảy ra 2 hiện tượng:
 Hiện tượng dẫn điện và hiện tượng phân cực điện mơi
Q trình đặc trưng chủ yếu của điện mơi là sự phân cực điện mơi khi có điện
trường bên ngồi tác động . Phân cực là sự dịch chuyển có giới hạn của cac
diện tích liên kết hay sự định hướng của phân tử lưỡng cực dưới tác động của
điện trường . Trong quá trình phân cực cũng tạo nên dòng phân cực .

Do dòng điện dẫn và sự phân cực mà 1 phần năng lượng bị tiêu hao và tỏa
dưới dạng nhiệt làm điện mơi nóng lên . Phần năng lượng tiêu hao đó là tổn
hao điện mơi, duựa vào trị số điện mơi ngta có thể đánh giá trị số vật liêu điện
môi.
Mỗi một số điện môi với chiều dày nhất định chỉ chịu được điện áp giới hạn
nhất định . khi điện áp cao hơn trị số giới hạn sẽ xáy ra hiện tượng phong diện
làm hỏng điện môi. Độ bền điện của vật liệu là khả năng chịu đc áp xuất
không bị phá hủy . Độ bền điện được đặc trưng bởi trị số cddt đánh thủng
(Eđt =

𝑈đ𝑡
ℎ

kV/mm)

3


Câu 2 nêu hiện tượng của chất dẫn điên điệm mơi khí , phân tích đặc
điểm đó
Điện mơi khí ln tồn tại q trình ion hóa tự nhiên khi điều kiện mơi trường
khơng thay đổi các số lượng điện tích tự do nhất định.
Chất khí có mật độ phân tử rất bé , khoảng cách giữa các phân tử khí lớn
nhiều hơn so với bán kính của chúng , vì vậy lực tương tác giữa các phân tử
khí cũng rất nhỏ . Trong các chất khí ln tồn tại các điện tích tự do là các
điện tử, ion dương và ion âm . Những điện tích này được tạo nên bởi q
trình ion hóa và kết hợp tự nhiên .
Ion hóa là q trình phân ly phân tử trung hịa thành điện tử và ion dương . Số
lượng điện tích xuất hiện do các ion hóa tự nhiên là rất nhỏ . Chính vì vậy
điện dẫn của điện mơi khí có trị số bé và hầu hết các chất khí ở trong một

điều kiên mơi trường nào đó là những điện mơi tốt
Mối quan hệ giữa dịng điện và điện áp

Từ biểu thức thấy rõ ràng là mật độ dòng điện trong trường hợp này không
phụ thuộc và điện áp . Dịng điện đó được gọi là dịng điện bão hòa (j = n2 .q)
Vùng 1 : đoạn đầu của đường cong , điện áp tăng từ 0 đén Ua tương ứng với
miền của đinh luật ôm , trong chất khí có thể xem số lượng ion âm và dương
khơng đổi . khi điện áp đặt 2 điện cực tăng thì cường độ điện trường (E=U/S)
sẽ tăng lên .lực điện trường tác dụng lên điện tích tăng , mật độ dịng điện
tăng và dịng điện sẽ tăng tuyến tính với điện áp theo định luật ôm
Vùng 2 : ứng với khu vực điện trường có dịng bão hịa . khi điện áp tăng cao
, cddt đủ lớn tốc độ chuyển động của các điện tích lớn , các ion chưa kịp tái
hợp đã bị kéo đến điên cực trung hòa .Nhưng số lượng điện tích sinh ra bởi
ion hóa tự nhiên khơng đổi cho nên dịng điện đạt bảo hịa , mặc dù điện áp
vẫn tăng lên nhưng k làm cho dòng điện tăng ứng với đoạn nằng ngang trên
đồ thị
4


Vùng 3:ứng với khu vực có cường độ điện trường mạnh. ở khu vực này dòng
điện bắt đầu tăng nhanh không tuân theo định luật ôm, lúc này điện môi sẽ bị
đánh thủng bởi dịng plazma do đó dịng điện tăng theo hàm mũ
Câu 3 nêu hiện tượng của chất dẫn điên ion điện mơi lỏng, phân tích đặc
điểm đó
Khác với điện mơi khí , trong điện mơi lỏng các điện tích tự do xuất hiện
khơng chỉ do ion hóa tự nhiên mà cịn do q trình phân ly các phân tử chính
bản thân chất lỏng và tạp chất
.Điện mơi lỏng cực tính bao giờ cũng có điên dẫn suất cao hơn điện mơi trung
tính . khi hằng số điện mơi tăng thì điện dẫn suất cũng tăng lên . những điện
mơi lỏng cực tính có điện dẫn cao tới mức có thể xem chúng khơng phải là

điện mơi mà là vật vẫn điện ion
Nhận xét: điện môi lỏng cực tính dẫn điện cao hơn điện mơi lỏng trung tính
Điển dẫn của điện môi lỏng gồm điện dẫn điện môi chính và điện dẫn điện
mơi tạp chất
Nước là 1 dạng tạp chất phổ biến phổ biến nhất trong điện môi lỏng
Điện môi lỏng – nước tồn tại ở 3 loại :

➢ Nước tan
➢ Nước huyền phu
➢ Nước dư
Trong thực tế khi phạm vi nhiệt độ thay đổi không lớn lắm thì mối quan hệ
giữa điện dẫn suất của điện mơi lỏng với nhiệt độ thường được biểu diễn
bằng công thức : y = y0 𝑒 ∝𝑡
Trong đó y0 – điện dẫn điện mơi lỏng đo ở nhiệt độ bình thường(20 độ c)
∝ - hệ số mũ đối với chất lỏng đã cho ; t – là nhiệt độ đo bằng (đo bằng độ
c)
5


Khi nhiệt độ khơng thay đổi thì tích số độ nhớt và trị số độ nhớt của 1 điện
mơi có trị số không đổi. nếu biết 1 trong 2 thành phần ta có thể tính được
thành phần cịn lại. y=

𝑛0 𝑞2
𝐿𝑛

Ta thấy độ nhớt của điện môi lỏng giảm khi nhiệt độ tăng , điện dẫn điên môi
lỏng sẽ tăng lên
Đối với chất lỏng cực tính thi tích n.y hầu như khơng có biến đổi ở các nhiệt
độ khác nhau .Nhưng đối với đầu máy biến áp , độ dẫn điện được xác định

bởi sự chuyển dộng các ion tạp chất mức độ phân ly tăng theo nhiệt độ vì thế
tích n.y cũng tăng theo nhiệt độ
Câu 4 nêu hiện tượng của chất dẫn điên di điện môi lỏng, phân tích đặc
điểm đó
Điện dẫn điện di cịn gọi là điện dẫn molion được tạo nên bởi sự chuyển động
có hướng của các phần tử mang điện tích dưới tác dụng của điện trường bên
ngồi
Trong điện mơi lỏng thường chứa tạp chất như bụi bẩn , cát sợi trong khơng
khí do có q trình chuyển động nhiệt các tạp chất này ma sát với phần tử
điện môi lỏng và chúng tự nhiễm điện
Đối với điên mơi cực tính dẫn điện tốt
Nếu hs điện môi của tạp chất lớn hơn hs điện mơi chất lỏng ( e tc< e dm) thì
tạp chất bị nhiễm điện tích dương(+).Nếu hs điện mơi của tạp chất nhỏ hơn hs
điện môi chất lỏng ( e tc> e dm) thì tạp chất bị nhiễm điện tích âm(-)
Dưới tác dụng của điện trường các khối điện tích âm dương của tạp chất sẽ
chuyển động ; khối điện tích dương sẽ đi về cực âm, khối điện tích âm sẽ đi
về cực dương , chúng tạo nên dòng điện dẫn di.Thực chất dòng điện này là sự
chuyển động của các khối mang điện tích dưới tác dụng của điện trường. Ở
điện áp xoay chiều hiệu ứng này xuất hiện bởi vì có sự thay đổi có hướng
chuyển động liên tục , tạc chất chuyển động theo tần số của điện áp
Tên chất lỏng
benzen
Thầu dầu
Rượu etilic
Nước cất

Đặc điểm cấu tạo
Trung tính
Cực tính yếu
Cực tính mạnh

Cực tính mạnh
6

Hs điện mơi E
2,2
4,6
33
82


Câu 5nêu hiện tượng của chất dẫn điên điện môi rắn, phân tích đặc
điểm đó
Điện mơi rắn có rất nhiều loại , chúng đa dạng về cấu trúc , tp hóa học ,
nguồn gốc và mức độ lẫn các tạp chất bụi bẩn … do vậy điện dẫn điện môi
rắn rất phức tạp. Điện dẫn điện môi rắn được tạo nên là do sự dịch chuyển các
ion tap chấp dưới tác dụng điện trường.Ở 1 số vật liệu dẫn điện của chúng có
thể do sự chuyển động của các điện tử tự do
Để đánh giá chất lượng của điện môi người ta thường xác định điiện dẫn khối
(Yv) hay điện trở ϒsuất (Pv)
Điện dẫn suất của điện môi rắn ở 1 điện mơi T nào đó được biểu diễn bằng :

Trong đó Km – độ linh hoạt giới hạn của ion
Wcd – năng lượng chuyển dịch ion

Nhận xét : + điện dẫn khối của điện môi rắn phụ thuộc vào nhiệt độ được xác
đinh bởi cấu tạo và thành phần vật liệu
+ điện dẫn mặt thường gây nên trên bề mặt do trên bề mặt bị ẩm và có tạp
chất
+điện mơi trung tính và cực tính yếu khơng bị thấm nước : pararafin, hỗ
phách, lưu huỳnh….

+điện mơi cực tính bị thấm ướt : gốm…..
Nhận xét :

7


+đối với điện mơi khơng hịa tan trong nước có điện trở suất bề mặt cao ít
phụ thuộc vào độ ẩm của mơi trường xung quanh(điện mơi trung tính và cực
tính yếu )
+đối với điện mơi cực tính chỉ có điện trở suất cao khi bề mặt không bị bẩn
Điện mơi rắn có cấu tạo xốp – do cấu tạo của vật liệu là xốp vậy nên có điện
dẫn xuất lớn
Kết luận điện dẫn xuất mặt phụ thuộc vào độ ẩm là do bề mặt điện mơi có
chất hút ẩm và phân li thành ion
câu 6. Hằng số điện môi là gì? Hãy nêu sự tương quan giữa hằng số điện
môi và cường độ phân cực?
Hằng số điện môi là đại lượng đánh giá khả năng tích điện của điện môi. Là tỉ
lệ giữa điện tức của tụ điện khi điện môi là chân không , với điện môi của tụ
điện khi điện môi được đặt trong điện trường nào đó
sự tương quan giữa hằng số điện mơi và cường độ phân cực p
để xây dựng sự tương quan giữa hs điện môi và cường độ phân cực p ta dựa

vào pt maxcxoen :
trong đó D – vecto cảm ứng điện ; E – cường độ điện trường bên ngoài do
điện áp gây nên giữa hai điện cực.Khi hai điện cực song song với nhau và
𝑈

cách nhau 1 khoảng S thì E = 𝑆 [kV/cm]

ta có

như vậy véc tơ cường độ phân cực P có chiều cùng với chiều của điện trường
bên ngoài . Về trị số cường độ phân cực P phụ thuộc vào hằng số điện môi ϵ
và cường độ điện trường ngoài E .
8


mặt khác ta có cơng thức mối quan hệ giữa ϵ và P như sau:

Công thức trên nghiên cứ về độ phân cực
Câu 7. Có bao nhiêu loại phân cực trong điện mơi? Hãy phân tích những
loại phân cực đó?
Có 7 loại phân cực trong điện môi.
phân cực điện tử nhanh – phân cực ion nhanh - phân cực lưỡng cực chậm phân cực điện tử chậm – phân cực ion chậm- phân cực kết cấu – phân cực tự
phát
+) phân cực điện tử nhanh
Đn: là loại phân cực do sự chuyển dịch đàn hồi và sự biến dạng các lớp vở
điện tử của phần tử dưới tác dụng điện trường bên ngoài
Phân cực điện tử nhanh tồn tại ở tất cả các loại điện môi và không liên quan
tới tổn hao năng lượng . Sơ đồ thay thế điện mơi được biểu diễn bằng 1 điện
dung kí hiệu là Cenh
Hệ số phân cực điện tử nhanh αenh phụ thuộc vào bán kính phần tử R0 được
đăc tính bằng ct sau :
Nhận xét: bán kính phân tử càng tăng thì hệ số phân cực điện tử nhanh αenh
càng lớn
+) phân cực ion nhanh
Phân cực này là loại đặc trưng cho những điện mơi có cấu tạo ion và được
xác định bởi sự dịch chuyển đàn hồi giữa các ion liên kết dưới tác dụng của
điện trường bên ngoài
Hệ số phân cực sẽ được xác đinh bởi công thức sau:
9



Trong đó a là kc giữa ion âm và ion dương khi cddt E=0
Nhận xét: khi nhiệt độ tăng điện mơi có sự dãn nở nhiệt , khoảng cách giữa
các ion tăng lên và lực liên kết giữa các ion sẽ giảm do vậy phân cực ion sẽ
tăng lên.
Loại phân cực này cũng k sinh ra tổn hao điện môi , nên sơ đồ thay thế điện
môi bằng tụ với điện dung là Cinh

+)phân cực lưỡng cực chậm
Loại phân cực này xảy ra trong các điện mơi cực tính các phân tử điện mơi
này là các phần tử cực tính với moomem điện mi , các phân tử cực tính luôn
ở trạng thái chuyển động nhiệt
Sơ đồ thay thế điện môi biểu diễn tụ điện (Clc) mắc nối tiếp với điện trở Rlc:

Trong điện mơi cực tính : khi bị phân cực có sự sắp xếp lại diện tích làm cho
cường độ điện trường bên trong điện mơi có trị số khác với cường độ điện
trường bên ngoài. Hệ số phân cực lưỡng cực αLC phụ thuộc vào momen
𝑚02

lưỡng cực các phần tử cực tính (m0) và phụ thuộc vào nhiệt độ αLC = 3𝐾𝑇

Trong đó m0 – là moomen lưỡng cực trung bình ; K là hằng số ; T là nhiệt độ
+) phân cực điện tử chậm
Là loại phân cực xuất hiện do các điện tử khuyết tất thừa hoặc lỗ trống được
kích kích bởi nhiệt năng trong điện mơi có chứa các khuyết tật . hằng số điện
môi phụ thuộc vào nhiệt độ bà 1 vài điểm cực đại thậm chí cả khi nhiệt độ âm
Phân cực điện tử chậm có sinh ra tổn hao điện mơi , nên sơ đồ thay thế được
biểu diễn bằng điện dung Cech và điện trở Rech mắc nt với nhau:


+)phân cực kết cấu
10


Là phân cực xảy ra trong chất rắn có cấu tạo khơng dồng nhất khi độ khơng
đồng nhất có tính chất vĩ mơ hay khi có tạp chất
Phân cực kết cấu này thể hiện ở tần số thấp và kèm theo sự phân tán năng
lượng đáng kể .
+)phân cực tự phát
Là dạng phân cực đặc biệt tồn tại trong điện mơi xét nhét các điện mơi có từ
tính mà quan hệ giữa điện tích Q và điện áp U có đường cong từ trễ
Do phân cực lại cả vùng doomen theo chiều của điện trường nên loại phân
cực tự phát cần phải có thời gian và năng lượng mới . Chinh vì vậy phân cực
tự phát sinh ra tổn hao điện môi lớn

11


8. Hãy nêu sự giống và khác nhau giữa hằng số điện mơi của chất khí và lỏng
trung tính?
Hằng số điện
mơi

Chất khí trung tính

Chất lỏng trung tính

+ đều phân cực điện tử nhanh
+ Nên dựa vào phương trình
Giống nhau


Claudiut- moxotchi có thể

để tính hằng số điện mơi αenh

viết là:

+ hằng số điện mơi trung tính xấp xỉ bằng bình phương
hệ số khúc xạ ánh sáng
+mật độ phân tử khí là rất
nhỏ
-khoảng cách giữa các
phân tử khí lớn

Khác nhau

+ hệ số phân cưc α = αenh
hằng số điện môi phụ
thuộc vào áp suất và nhiệt
độ
𝑃
N=𝐾𝑇
Nhận xét: điện mơi khí cịn
bị ảnh hưởng độ ẩm khí ở
nhiệt độ cao.

+Hằng số điện mơi chất
lỏng trung tính khơng lớn
lắm (khoảng từ 2%2,5)
+hằng số điện môi phụ

thuộc vào nhiệt độ và
không phụ thuộc vào áp
suất
+Để đánh giá sự phụ thuộc
của điện mơi lỏng trung tính
phụ thuộc vào hệ số nhiệt
TKϵ

+vẽ 2 hình trang 54
Với sức nóng của nhiệt độ
sẽ cản trở sự dịch chuyển
của điện tích -> ϵ giảm
+vẽ 2 hình trang 54

12


9. Hãy nêu sự giống và khác nhau giữa hằng số điện mơi của chất khí và
lỏng cực tính?
Hằng số điện mơi Chất khí cực tính
Giống nhau

Chất lỏng cực tính

+ đều tồn tại nhân cực điện tử nhanh và phân cực lưỡng cực
Theo phương trình clodiut-moxotchi để tính hằng số điện mơi cực tính

Khác nhau
Theo phương trình clodiutTheo phương trình clodiut-moxotchi để moxotchi để tính hằng số điện
mơi cực tính

tính hằng số điện mơi cực tính

m là moment lưỡng cực
do điện mơi khí cực tính chỉ tồn tại
phân cực điện tử nhanh vì vậy ε= 𝑣 2

m là moment lưỡng cực
k là hằng số bozama
T là nhiệt độ
Nhận xét
+ hằng số điện môi ti lệ nghịch
với nhiệt độ thông qua hệ số
nhiệt
Vẽ hình 3.9 trang 57
1 ∆𝜀
Nhận xét : khi nhiệt độ càng lớn hằng
(Tk 𝜀)=𝜀 . ∆𝑇
số điện môi sẽ giảm vì khi nhiệt độ
+Chất lỏng cực tính có hệ số
tăng khả năng định hướng giữa các
điện môi lớn khi momen lưỡng
lưỡng cực giảm do đó hs điện mơi giảm
cực lớn và mật độ cao
đến trị số 𝑣 2
+ hsdm chất lỏng phụ thuộc
Chép ct 3.37 (trang 57) và từ “như vậy vào nhiệt độ
đến trạng thái khí”
+nếu ts càng lớn thì hs điện
mơi càng nhỏ
Vẽ hình 3.11 trang 61 và chép

từ “ theo hình vẽ “ đên “diện
dẫn cao “

13


câu 10. Hãy phân tích hằng số điện mơi rắn trung tính và cực tính?
Hằng số điện mơi rắn trung tính
Trong các điện mơi rắn trung tính chỉ tồn tại phân cực điện tử nhanh (α=
αenh )vì vậy hằng số điện mơi xấp xỉ bằng bình phương hệ số khúc xạ ánh
sáng: ϵ=𝑣 2
Để tính hằng số điện mơi rắn trung tính ta sử dụng phương trình claudiut –
mxotchi:

Nhận xét ϵ trung tính phụ thuộc vào nhiệt độ được thể hiện qua hệ số nhiệt
TKϵ

Hằng số điện mơi trung tính ln ln có giá trị âm (TKϵ <0 )khi đó hằng số
điện môi của điện môi rắn ϵ giảm khi nhiệt độ T tăng
Tên vật liệu
Pârafin
Polistirol
Lưu huỳnh
Kim cương

ϵ(t=20°C,f=50Hz)
1,9 % 2,2
2,4 % 2,6
3,6 % 4,0
5,6 % 5,8


Hằng số điện môi rắn cực tính
Trong các điện mơi rắn cực tính , ngồi phân cực điện tử nhanh còn phân cực
lưỡng cực chậm . Hằng số điện môi này phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ và tần
số(tỉ lệ nghịch với tần số) của điện trường theo quy luật giống như ở các chất
lỏng cực tính.Do vậy khi sử dụng điện mơi rắn cực tính trong điều kiện nhiệt
độ tần số thay đổi cần lưu ý thuật tồn phù hợp nếu khơng điện mơi sẽ bị phá
hủy

14


Tên điện môi rắn
Nhựa
phenolfocmandelhyt
Sáp galovac
xenlulo
Epocxi
Silic hữu cơ

ϵ
4,5
5,0
6.5
3/4
3/5

câu 11. Hãy phân tích hằng số điện mơi của điện mơi xéc nhét và thủy
tinh vô cơ?
hằng số điện môi của điện môi thủy tinh vô cơ

hàng số điện môi của thủy tinh vô cơ nằm trong phạm vi tương đối hẹp vào
khoảng 4-20 tùy thuộc vào thành phần và kết cấu do công nghiệp tạo nên .
Trong vật liệu thủy tinh sạch tồn tại 2 phân cưc: phân cực điện tử nhanh- ion
nhanh
Do vậy ta có thể sử dụng phương trình claudiut –mxotchi để tính ϵ của thủy
tinh như sau :
Nhận xét
+ ϵ phụ thuộc vào nhiệt độ , khi nhiệt độ tăng thì khoảng cách cach ion tăng
do vậy hệ số phân cực ion tăng dẫn đến hệ số phân cực tăng
+khi nhiệt độ đạt giá trị max nào đó sẽ cản trở sự dịch chuyển xoay chiều của
phân tử vì vậy ϵ giảm
Vẽ hình và kẻ bảng trang 66
hằng số điện mơi của điện mơi xéc nhét
do có kết cấu tinh thể ion cho nên trong các chất này có loại phân cực đặc
trưng là phân cực điện tử và ion nhanh , phân cực điện tử và ion chậm , phân
cực tự phát
Hằng số điện môi xéc nhét nằm trong dài rất rông từ vài đơn vị cho dên hàng
trăm , nó phụ thuộc vào nhiệt độ và cường độ điện trường
15


12. Có bao nhiêu tổn hao điện mơi? Hãy phân tích các tổn hao điện mơi
đó?
Có 4 tổn hao điện mơi:
+ tổn hao điện mơi do điện trở rị
+ tổn hao điện môi do phân cực
+ tổn hao điện môi do ion hóa
+ tổn hao điện mơi do cấu tạo khơng đồng nhất
Phân tích các tổn hao điện mơi
+) tổn hao điện mơi do điển trở rị

Do bản chất của mỗi điện môi luôn tồn tại điện tử tự do vì vậy khi đặt điện
trường vào điện mơi , trong điện mơi sẽ xuất hiện tổn hao do dịng dẫn và
dịng điện rị gây nên
Đối với điện mơi khí và lỏng ta có dịng điện rị
Đối với điện mơi rắn ta có điện mơi khối , mặt
Vậy điện mơi trong tổn hao sẽ tính bằng :
Tổn hao điện mơi sẽ phụ thuộc vào tần số tg S giảm theo quy luật hyperbol
khi f tăng
Tổn hao điện môi phụ thuộc vào nhiệt độ và tăng theo quy luật hàm số mũ

P0 – tổn thất ở nhiệt độ 20 độ C
PT – tổn hao công suất ở nhiệt độ t độ C
+) tổn hao điện môi do phân cực

16


Chủ yếu là điện mơi có phân cực chậm gây nên bởi sự phá hủy chuyển động
nhiệt của các phân tử dưới tác động của cường độ điện trường , sự phá hủy
này làm phát sinh năng lượng tiêu tán và điện mơi bị phát nóng
Đối với điện mơi cực tính tăng lên theo tần số điện áp
Mối quan hệ giữa góc tổn hao điện mơi với điện mơi cực tính có giá trị max
ở 1 nhiệt độ nào đó
Tổn hao trong điện mơi xecnhet phân cực ngẩu nhiên vì vậy tổn hao điện
mơi xec nhet có giá trị đáng kể ở nhiệt độ thấp và tăng dần lên theo tần số
điện áp đặt vào điện trường
+) tổn hao điện mơi do ion hóa
Chỉ tồn tại chủ yếu ở điện mơi khí
Dạng tổn hao này xuất hiện trong các điện trường không đồng nhất khi cường
độ điện trường cao hơn trị số bắt đầu ion hóa cỉa khí đó


Nhận xét : trị số điện áp ion hóa U0 của các chất khí khác nhau thì cũng sẽ
khác nhau vì vậy điện áp ion hóa sẽ phụ thuộc vào áp suất
+) tổn hao điện môi do cấu tạo không đồng nhất
Tổn hao này chủ yếu là do cấu trúc và thành phần vật liệu cách điện gây nên

Vẽ hình 4,4 trang 77
17


Trong trường hợp này nếu R1 R2 C1 C2 không phụ thuộc vào tần số , tổn
hao chỉ do điện dãn gây nên ta thấy rõ ràng tg Ϩ có cực tiểu và cực đại trong
quan hệ tg Ϩ của tần số
Cau 13. Tổn hao điện môi trong sơ đồ thay thế như thế nào? Trình bày
các yếu tố ảnh hưởng đến tổn hao điện môi?
Sơ đồ thay thế tụ điện và điện trở thể hiện sự phân cực nhanh , phân cực
chậm vì vậy khi đặt điện áp lên điện môi , lúc này trong điện môi sẽ xuất hiện
dòng điện rò
I rò, I cd, I ht
Khi đặt điện áp lên điện môi trong điện môi thường xuất hiện ba loại dịng
điện dó là : dịng điện rị ( I rò) , dòng điện chuyển dịch phân cực nhanh (I cd)
và dòng điện hấp thụ do phân cực hấp thụ châm (I ht) . như vậy

Khi đặt điện áp 1 chiều tổn hao điện mơi do dịng điện gây ra
Tổn hao trong điện mơi được tính bằng cơng thức P=𝐼 2 R
Khi đặt điện áp xoay chiều lúc này tổn hao điện mơi sẽ do cả 3 dịng gây ra

Sơ đồ thay thế gồm 2 thành phần : điện dung C và điện trở R . Các sơ đồ thay
thế được chọn cần thõa mãn hai điều kiện đó là :
+ công suất tổn hao trong sơ đồ phài bằng cơng suất tiêu hao trong điện mơi

+góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp của sơ đồ phải bằng góc lệch pha
trong thực tế điện mơi khi có cùng điện áp và tần số như vậy

18


Tổn hao sơ đồ đơn giản là sơ đồ đấu song song hai phân tử
tiếp hai phần tử

Trong sơ đồ mắc song song

ta có

Với
Cơng suất tổn hao mắc song song là
sơ đồ nối tiếp hai phần tử
với
Công suất tổn hao mắc nối tiếp là

19

và sơ đồ nối


14. Hãy trình bày tổn hao trong điện mơi khí, lỏng và rắn?
Trang 88 đến 91 chép những phần có chữ in đậm
15. Hãy trình bày sự phóng điện trong điện mơi khí?
Các chất khí chủ yếu là khơng khí thường được dùng làm chất cách điện của
các thiết bị điện làm trong khơng khí và của đường tải điện trên khơng
-u cầu chung đối với các chất khí

+Phải là loại khí trơ ,khơng sinh ra phản ứng hóa học với các chất cách điện
khác trong cùng kết cấu cách điện và các kim loại của thiết bị
+ có cường độ cách điện cao . Sử dụng các chất khí có cường độ cách điện
cao sẽ giảm được kích thước kết cấu cách điện
+nhiệt độ hóa lỏng thấp có thể sử dụng chúng ở trạng thái áp xuất cao
+phải rẻ tiền dễ tìm kiếm và chế tạo
+tản nhiệt tốt . ngồi nv làm mát điện mơi khí cịn có u cầu dẫn điện tốt
Nhận xét : điều kiện (1)(2)(3) không đảm bảo , khơng khí sinh ra q trình
ion hóa phát sinh các chất ozon , oxitnito , mật độ ít khoảng cách lớn cường
độ điện trường thấp

Nhận xét : khí elegaz được sử dụng nhiều trong thiết bị đóng cắt bởi vì có
cường độ cách điện nhỏ nhiệt độ hóa lỏng nhỏ có thể sản xuất ra được
- Các dạng ion hóa xảy ra trong chất khi
16. Hãy trình bày phóng điện vầng quang điện trên đường dây tải điện?
Trang 131
20


17. Hãy trình bày sự phóng điện trong điện mơi lỏng?
Ở điều kiện bình thường điện mơi lỏng có cường độ điện trường cách điện
cao hơn nhiều so với chất khí . Hiện tường phóng điện của đm lỏng phức tạp
hơn điện mơi khí ngay cả khi điện mơi lỏng tinh khiết sau mỗi lần phóng điện
sẽ sinh ra các tạp chất là muối khói do chất lỏng bị đốt cháy
- Lý thuyết nhiệt
+ do ion hóa va chạm do sự phát nóng cục bộ và sự sơi cục bộ ở bên trong
chất lỏng ở những nơi có nhiều tạp chất đưa đến sự hình thành cầu dẫn điện
giữa 2 cực
- Lý thuyết ion hóa
+ đối với điện mơi lỏng trung tính sẽ được lọc sạch các tạp chất vì vậy hiện

tượng phóng điện mơi được giải thích như điện mơi khí tuy nhiên do cấu tạo
của điện mơi lỏng kết hợp với độ nhớt vì vậy sẽ gây ra ion hóa do cách điện
tốt
- Lý thuyết do dịng điện thuần thúy
+điện áp đặt vào điện mơi càng lớn thì cường độ dòng điện càng lớn khi đặt
giá trị cho phép điện môi bị đánh thủng
- ảnh hưởng của nước và sợi bẩn
+nhận xét - độ bền điện của điệm môi lỏng phụ thuộc vào độ thấm nước – đồ
bền điện tỉ lệ nghịch với độ bẩn
- ảnh hưởng của nhiệt dộ
+ độ bền điện của điện môi lỏng trung tính khơng phụ thuộc vào nhiệt độ khi
( nhiêt dộ < 80 độ c)
+đói với điện mơi lỏng cực tính thì phụ thuộc vào nhiệt độ nếu vượt quá nhiệt
độ cho phép ( từ 80 độ trở lên ) thì độ bền điện sẽ giảm vì vậy với độ sơi của
nước và dễ gây ra sự phóng điện
- ảnh hưởng của áp suất

21


+độ bền điện của điện môi lỏng không phụ thuộc vào áp suất tuy nhiên trong
điện môi lỏng lẫn bọt khi khi áp suất tăng thì cường độ cách điện tăng tăng
khơng nhiều thì số lượng có hạn
- ảnh hưởng thông qua thời gian td điện áp
+ độ bền điện của điện mơi lỏng giảm khi thời gian td cịn hơn đặc biệt với
điện môi lẫn tập chất
+ khi ở vùng I thời gian tăng dần lên đồ bền điện giảm khi ở nhiệt độ cho
phép
18. Hãy trình bày sự phóng điện trong điện mơi rắn?
a, phóng điện đánh thủng

Khi nghiên cứu về sự phóng điện điện mơi rắn ta thấy có 2 khả năng đó là :
- sự phóng điện đánh thủng hay cịn gọi là phóng điện xun qua điện mơi
rắn
- phóng điện bề mặt điện mơi rắn
phóng điện đánh thủng điện môi rắn phức tạp hơn nhiều so với chất khí và
chất lỏng vì các lí do sau:
- điện mơi rắn sau khi bị phóng điện sẽ bị mất hồn tồn tính chất cách
điện , tính chất này không thể khôi phục lại được tức là không có tính
thuận nghịch như chất khí và lỏng
- chúng ta không thể mẩu cấu trúc giống hêt nhau tại mọi điêm do vậy
phải thí nghiệm nhiều mầu và dùng xs thống kê để đưa ra quy luật về sự
phóng điện cho từng loại điện môi rắn
- cường độ cách điện của điện môi rắn phụ thuôc vào nhiều yếu tố ……
vẽ hình 5.33 trang 148
đánh giá phóng điện do dịng điện dẫn và nhiệt gây ra
+ phóng điện do điện dẫn gây nên thường có cdct rất lớn , xảy ra trong 1
khoảng thời gian ngắn, phóng điện do nhiệt gây nên xảy ra trong khoảng thơi
gian dài
+ cường độ cách điện do dịng điện dẫn gây nên khơng phụ thuộc vào chiều
dày của điện mơi
+phóng điện do điện dẫn gây nên ít phụ thuộc vào nhiệt độ cịn nhiệt thì phụ
thuộc vào nhiệt độ
Các loại đánh thủng điện mơi
+ sự đánh thủng do điện môi rắn đồng nhất vi mô
+ sự đánh thủng do điện môi rắn không đồng nhất
+sự đánh thủng do điện hóa gây nên
22


+ sự đánh thủng do nhiệt gây nên

Một trong những dạng đánh thủng kể trên có thể xảy ra đối với vật liệu tùy
theo tính chất điện trường
b, phóng điện bề mặt điện môi rắn
tùy vào điện môi rắn đoặt trong điện trường thì sẽ dẫn đến các hiện tượng
đánh thủng như sau đv điện trường đồng nhất thì trị số điện áp phóng điện
xảy ra men theo mặt ngồi của điện môi bé hơn điện áp đánh thủng của kk vì
vậy điện mơi rắn khó bị đánh thủng ở bề măt
+ điện môi lúc này hiện tượng đánh thủng trên bề mặt điện môi sẽ tăng lên bề
mặt rất dễ bị đánh thủng
- các giải pháp nâng cao điện áp phóng điện bề mặt
+ trong vận hành giữ cho bề mặt điện mơi khơng bị bám bụi có thể tiến hành
vệ sinh định kì
+cải thiện sự phân số trường : đưa điện trường k đồng nhất về điện trường
đồng nhất
+tăng chiều dài phóng điện dọc theo miền
19. Trình bày tính hút ẩm của điện mơi?
Trag 160 ý 6.1
20. Hãy trình bày tính chất cơ học của điện mơi?
Trang 165 ý 6.2
21. Hãy trình bày tính chất nhiệt của điện mơi?
Trang 167 ý 6.3
22. Hãy trình bày và phân tích vật liệu cách điện thể khí, lỏng và rắn?
23. Hãy trình bày đặc điểm yêu cầu đối với sứ cách điện đường dây?
Trang 244 ý a
24. Hãy phân tích đặc điểm của vật liệu xéc nhét điện, áp điện và electrét
Trang 263 ý 9,2,5
25. Phân tích vật liệu có điện dẫn cao?
Trang 278
26. Phân tích đặc điểm tính điện dẫn của bán dẫn?
trang 320

27. Có những ảnh hưởng nào đến điện dẫn của chất bán dẫn? phân tích
những ảnh hưởng đó? Trang 327

23