DẪN ĐIỆN & CÁCH ĐIỆN

Dẫn điện là khả năng của một môi trường cho phép sự di chuyển của các hạt điện tích qua nó, khi có lực tác động vào các hạt, ví dụ như lực tĩnh điện của điện trường. Sự di chuyển có thể tạo thành dòng điện. Cơ chế của chuyển động này tùy thuộc vào vật chất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
DẪN ĐIỆN & CÁCH ĐIỆN DẪN ĐIỆN & CÁCH ĐIỆNDẫn điệnDẫn điện là khả năng của một môi trường cho phép sự di chuyển của các hạt điện tíchqua nó, khi có lực tác động vào các hạt, ví dụ như lực tĩnh điện của điện trường. Sự dichuyển có thể tạo thành dòng điện. Cơ chế của chuyển động này tùy thuộc vào vật chất.Sự dẫn điện có thể diễn tả bằng định luật Ohm, rằng dòng điện tỷ lệ với điện trườngtương ứng, và tham số tỷ lể chính là độ dẫn điện:Với: • là mật độ dòng điện • là cường độ điện trường • σ là độ dẫn điệnĐộ dẫn điện cũng là nghịch đảo của điện trở suất ρ:σ = 1/ρ, σ và ρ là những giá trị vôhướng.Trong hệ SI σ có đơn vị chuẩn là S/m (Siemens trên mét), các đơn vị biến đổi khác nhưS/cm, m/Ω·mm² và S·m/mm² cũng thường được dùng, với 1 S/cm = 100 S/m và 1m/Ω·mm² = S·m/mm² = 106 S/m. Riêng ở Hoa kì σ còn có đơn vị % IACS (InternationalAnnealed Copper Standard), phần trăm độ dẫn điện của đồng nóng chảy, 100 % IACS =58 MS/m. Giá trị độ dẫn điện của dây trần trong các đường dây điện cao thế thường đượcđưa ra bằng % IACS.Độ dẫn điện của 1 số kim loại ở 25°C: • Bạc: 62 · 106 S/m (max. σ các kim loại) • Đồng: 58 · 106 S/m • Vàng: 45,2 · 106 S/m • Nhôm: 37,7 · 106 S/m • Thiếc: 15,5 · 106 S/m • Sắt: 9,93 · 106 S/m • Crôm: 7,74 · 106 S/mChất cách điệnChất cách điện là các chất dẫn điện kém, có điện trở suất rất lớn (khoảng 106 - 1015 Ωm).Các vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong đời sống, nhằm mụcđích ngăn chặn sự tiếp xúc của dòng điện với người hoặc với các dòng điện khác.Nhiều chất cách điện là các chất điện môi, tuy nhiên cũng có những môi trường cách điệnkhông phải là chất điện môi (như chân không).Các loại vật liệu cách điện gồm có: cách điện rắn (ví dụ: gỗ, nhựa, vỏ bọc dây diện), cáchđiện lỏng (ví dụ: dầu máy biến áp), cách điện khí (không khí, khí SF6).Đặc trưngĐối với các chất cách điện là chất điện môi, các đặc trưng như điện trở suất, độ thẩm điệnmôi (hằng số điện môi), tổn hao điện môi, độ bền điện môi (điện áp đánh thủng cáchđiện) được quan tâm khi chế tạo các thiết bị cách điện.Yếu tố quan trọng để đánh giá một vật liệu cách điện là cường độ điện trường đánhthủng. Khi cường độ điện trường đặt lên vật liệu vượt quá giá trị cho phép thì sẽ xuất hiệnsự phóng điện (quá điện áp), phá hủy vật liệu và vật liệu mất đi đặc tính cách điện vốn có.Cường độ điện trường đánh thủng cũng là yếu tố quan trọng nhất để lựa chọn cách điệncho các ứng dụng. Các nghiên cứu để chế tạo các loại vật liệu cách điện có khả năng chịuđược điện trường ngày cao được chú ý, để cho phép giảm kích thước của các thiết bịđiện.