Электропроводность дерева: электропроводность древесины | Cтолярничество

Электропроводность древесины.

Способность проводить электрический ток характеризует электрическое сопротивление древесины. В общем случае полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами, определяется как результирующее двух сопротивлений: объемного и поверхностного. Объемное сопротивление численно характеризует препятствие прохождению тока сквозь толщу образца, а поверхностное сопротивление определяет препятствие прохождению тока по поверхности образца. Показателями электрического сопротивления служат удельное объемное и поверхностное сопротивление. Первый из названных показателей имеет размерность ом на сантиметр (ом х см) и численно равен сопротивлению при прохождении тока через две противоположные грани кубика размером 1X1X1 см из данного материала (древесины). Второй показатель измеряется в омах и численно равен сопротивлению квадрата любого размера на поверхности образца древесины при подведении тока к электродам, ограничивающим две противоположные стороны этого квадрата. Электропроводность зависит от породы древесины и направления движения тока. В качестве иллюстрации порядка величии объемного и поверхностного сопротивления в табл. 22 приведены некоторые данные.

Таблица 22. Сравнительные данные об удельном объемном и поверхностном сопротивлении древесины.

Порода и направление

Влажность, %

Удельное объемное сопротивление, ом х см

Удельное поверхностное сопротивление, ом

Береза, вдоль волокон

8,2

4,2 х 1010

4,0 х 1011

Береза, поперек волокон

8,0

8,6 х 1011

2,8 х 1012

Бук, вдоль волокон

9,2

1,7 х 109

9,4 х 1010

Бук, поперек волокон

8,3

1,4 х 1010

7,9 х 1010

 

Для характеристики электропроводности наибольшее значение имеет удельное объемное сопротивление. Сопротивление сильно зависит от влажности древесины. С повышением содержания влаги в древесине сопротивление уменьшается. Особенно резкое снижение сопротивления наблюдается при увеличении содержания связанной влаги от абсолютно сухого состояния до предела гигроскопичности. При этом удельное объемное сопротивление уменьшается в миллионы раз. Дальнейшее увеличение влажности вызывает падение сопротивления лишь в десятки раз. Это иллюстрируют данные табл. 24.

Таблица 23. Удельное объемное сопротивление древесины в абсолютно сухом состоянии.

Порода

Удельное объемное сопротивление, ом х см

поперек волокон

вдоль волокон

Сосна

2,3 х 1015

1,8 х 1015

Ель

7,6 х 1016

3,8 х 1016

Ясень

3,3 х 1016

3,8 х 1015

Граб

8,0 х 1016

1,3 х 1015

Клен

6,6 х 1017

3,3 х 1017

Береза

5,1 х 1016

2,3 х 1016

Ольха

1,0 х 1017

9,6 х 1015

Липа

1,5 х 1016

6,4 х 1015

Осина

1,7 х 1016

8,0 х 1015

Таблица 24. Влияние влажности на электрическое сопротивление древесины.

Порода

Удельное объемное сопротивление (ом х см) поперек волокон при влажности древесины (%)

0

22

100

Кедр

2,5 х 1014

2,7 х 106

1,8 х 105

Лиственница

8,6 х 1013

6,6 х 106

2,0 х 105

Поверхностное сопротивление древесины также существенно снижается с увеличением влажности. Повышение температуры приводит к уменьшению объемного сопротивления древесины. Так, сопротивление древесины лжетсуги при повышении температуры с 22—23° до 44—45° С (примерно вдвое) падает в 2,5 раза, а древесины бука при повышении температуры с 20—21° до 50° С — в 3 раза. При отрицательных температурах объемное сопротивление древесины возрастает. Удельное объемное сопротивление вдоль волокон образцов березы влажностью 76% при температуре 0°С составило 1,2 х 10

7 ом см, а при охлаждении до температуры —24° С оно оказалось равным 1,02 х 108 ом см. Пропитка древесины минеральными антисептиками (например, хлористым цинком) уменьшает удельное сопротивление, в то время как пропитка креозотом мало отражается на электропроводности. Электропроводность древесины имеет практическое значение тогда, когда она применяется для столбов связи, мачт линий высоковольтных передач, рукояток электроинструментов и т. д. Кроме того, на зависимости электропроводности от влажности древесины основано устройство электрических влагомеров.

Электрические свойства древесины. – МАСТЕР АЛЕКСЕЙ

Электрическая прочность имеет значение при оценке древесины как электро изолирующего материала и характеризуется пробивным напряжением в вольтах на 1 см толщины материала. Электрическая прочность древесины невысока и зависит от породы, влажности, температуры и направления. С увеличением влажности и температуры она снижается; вдоль волокон она значительно ниже, чем поперек. Данные об электрической прочности древесины вдоль и поперек волокон приведены в табл.

При влажности древесины сосны 10% получено следующую электрическую прочность в киловольтах на 1 см толщины: вдоль волокон 16,8; в радиальном направлении 59,1; в тангенциальном направлении 77,3 (определение производилось на образцах толщиной 3 мм). Как видим, электрическая прочность древесины вдоль волокон примерно в 3,5 раза меньше, чем поперек волокон; в радиальном направлении прочность меньше, чем в тангенциальном, так как сердцевинные лучи уменьшают пробивное напряжение. Повышение влажности с 8 до 15% (вдвое) снижает электрическую прочность поперек волокон примерно в 3 раза (в среднем для бука, березы и ольхи).

Электрическая прочность (в киловольтах на 1 см толщины) .других материалов следующая: слюды 1500, стекла 300, бакелита 200, парафина 150, трансформаторного масла 100, фарфора 100. С целью повышения электрической прочности древесины и снижения электропроводности при использовании в электропромышленности в качестве изолятора ее пропитывают олифой, трансформаторным маслом, парафином, искусственными смолами; эффективность такой пропитки видна из следующих данных о древесине березы: пропитка олифой увеличивает пробивное напряжение вдоль волокон на 30%, трансформаторным маслом — на 80%, парафином — почти вдвое по сравнению с пробивным напряжением для воздушно-сухой не пропитанной древесины.

Величина, показывающая, во сколько раз увеличивается емкость конденсатора, если воздушную прослойку между пластинами заменить такой же толщины прокладкой из данного материала, называется диэлектрической проницаемостью этого материала. Диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая постоянная) для некоторых материалов приведена в табл.

диэлектрическая проницаемость некоторых материалов

Материал Диэлектрическая проницаемость Древесина Диэлектрическая проницаемость
Воздух 1,00 Ель сухая: вдоль волокон 3,06
в тангенциальном направлении 1,98
Парафин 2,00
в радиальном направлении 1,91
Фарфор 5,73
Слюда 7,1—7,7 Бук сухой: вдоль волокон 3,18
в тангенциальном направлении 2,20
Мрамор 8,34
в радиальном направлении 2,40
Вода 80,1

Данные для древесины показывают заметное различие между диэлектрической проницаемостью вдоль и поперек волокон; в то же время диэлектрическая проницаемость поперек волокон в радиальном и тангенциальном направлении различается мало. Диэлектрическая проницаемость в поле высокой частоты зависит от частоты тока и влажности древесины. С увеличением частоты тока диэлектрическая проницаемость древесины бука вдоль волокон при влажности от 0 до 12% уменьшается, что особенно заметно для влажности 12%. С увеличением влажности древесины бука диэлектрическая проницаемость вдоль волокон увеличивается, что особенно заметно при меньшей частоте тока.

В поле высокой частоты древесина нагревается; причина нагрева — потери на джоулево тепло внутри диэлектрика, происходящие под влиянием переменного электромагнитного поля. На этот нагрев расходуется часть подводимой энергии, величина которой характеризуется тангенсом угла потерь.

 

Тангенс угла потерь зависит от направления поля в отношении волокон: вдоль волокон он примерно вдвое больше, чем поперек волокон. Поперек волокон в радиальном и тангенциальном направлении тангенс угла потерь мало различается. Тангенс угла диэлектрических потерь, как и диэлектрическая проницаемость, зависит от частоты тока и влажности древесины. Так, для абсолютно сухой древесины бука тангенс угла потерь вдоль волокон с увеличением частоты сначала увеличивается, достигает максимума при частоте 10

7 гц, после чего начинает снова снижаться. В то же время при влажности 12% тангенс угла потерь с увеличением частоты резко падает, достигает минимума при частоте 105 гц, затем так же резко увеличивается.

максимальная величина тангенса угла потерь для сухой древесины

Порода Тангенс угла потерь х 10-4
вдоль волокон в тангенциальном направлении в радиальном направлении
Ель 625 345 310
Бук 585 298 319

 

С увеличением влажности древесины бука тангенс угла потерь вдоль волокон резко растет при малой (3 х 10

2 гц) и большой (109 гц) частоте и почти не меняется при частоте 106—107 гц.

 

Путем сравнительного исследования диэлектрических свойств древесины сосны и полученных из нее целлюлозы, лигнина и смолы было установлено, что эти свойства определяются в основном целлюлозой. Нагрев древесины в поле токов высокой частоты находит применение в процессах сушки, пропитки и склеивания.

пьезоэлектрические свойства древесины

На поверхности некоторых диэлектриков под действием механических напряжений появляются электрические заряды. Это явление, связанное с поляризацией диэлектрика, носит название прямого пьезоэлектрического эффекта. Пьезоэлектрические свойства были вначале обнаружены у кристаллов кварца, турмалина, сегнетовой соли и др. Эти материалы обладают также обратным пьезоэлектрическим эффектом, заключающимся в том, что размеры их изменяются под действием электрического поля. Пластинки из этих кристаллов находят широкое применение в качестве излучателей и приемников в ультразвуковой технике.

Эти явления обнаруживаются не только у монокристаллов, но и у целого ряда других анизотропных твердых материалов, названных пьезоэлектрическими текстурами. Пьезоэлектрические свойства были обнаружены также в древесине. Было установлено, что основной носитель пьезоэлектрических свойств в древесине — ее ориентированный компонент — целлюлоза. Интенсивность поляризации древесины пропорциональна величине механических напряжений от приложенных внешних усилий; коэффициент пропорциональности называется пьезоэлектрическим модулем. Количественное изучение пьезоэлектрического эффекта, таким образом, сводится к определению значений пьезоэлектрических модулей. В связи с анизотропией механических и пьезоэлектрических свойств древесины указанные показатели зависят от направления механических усилий и вектора поляризации.

Наибольший пьезоэлектрический эффект наблюдается при сжимающей и растягивающей нагрузках под углом 45° к волокнам. Механические напряжения, направленные строго вдоль или поперек волокон, не вызывают в древесине пьезоэлектрического эффекта. В табл. приведены значения пьезоэлектрических модулей для некоторых пород. Максимальный пьезоэлектрический эффект наблюдается в сухой древесине, с увеличением влажности он уменьшается, а затем и совсем исчезает. Так, уже при влажности 6—8% величина пьезоэлектрического эффекта очень мала. С повышением температуры до 100° С величина пьезоэлектрического модуля увеличивается. При малой упругой деформации (высоком модуле упругости) древесины пьезоэлектрический модуль уменьшается. Пьезоэлектрический модуль зависит также от ряда других факторов; однако наибольшее влияние на его величину оказывает ориентация целлюлозной составляющей древесины.

пьезоэлектрические модули древесины

Порода Пьезоэлектрические модули в 108 абсолютных электростатических единиц по образцам
радиальным тангенциальным
Сосна 0,392 0,578
Ель 0,550 0,570
Дуб 0,254 0,534
Береза 0,470 0,620

 

Открытое явление позволяет глубже изучить тонкую структуру древесины. Показатели пьезоэлектрического эффекта могут служить количественными характеристиками ориентации целлюлозы и поэтому очень важны для изучения анизотропии натуральной древесины и новых древесных материалов с заданными в определенных направлениях свойствами.

Электропроводность древесины — Энциклопедия по машиностроению XXL

Электропроводность древесины в большой степени зависит от влажности, температуры И направления (вдоль волокон меньше, чем поперек). Удельное объемное сопротивление для лиственницы при влажности 8% равно вдоль волокон 3,0 10 ом-см.  [c.232]

Электропроводность древесины характеризуется удельным объёмным сопротивлением, которое зависит от влажности (с повышением влажности уменьшается), температуры (с повышением температуры снижается) и направления (вдоль волокон меньше, чем поперёк).  [c.282]


Электрическая прочность характеризуется пробивным напряжением в вольтах на 1 толщины материала это свойство зависит от тех же факторов, что и электропроводность древесины. Пробивное напряжение для древесины в разных направлениях и величины диэлектрической постоянной приведены в табл. 5.  [c.282]

Электропроводность древесины зависит от породы древесины, влажности, температуры и направления волокон.  [c.291]

Электропроводность древесины характеризуется удельным объемным электросопротивлением и зависит от породы древесины, влажности, температуры и направления волокон.  [c.334]

Электроприборы измерительные динамических перемещений 3 — 380 Электропривод 2 — 410—432 Электропроводность древесины 6 — 334  [c.499]

Электрическая прочность древесины по сравнению с другими материалами, невелика — примерно в 5 раз меньше, чем стекла, и в 25 раз, чем слюды. Она зависит от тех факторов, что и удельное объемное сопротивление. Для увеличения электрической прочности и уменьшения электропроводности древесину пропитывают трансформаторным и льняным маслом, парафином и бакелитовым лаком.  [c.23]

Изготовляются несколько типов лабораторных и стационарных влагомеров, основанных на принципе измерения электропроводности и диэлектрической проницаемости вещества, в том числе для определения влажности зерна, пищевых концентратов, кожи, хлопка древесины, для твердых и сыпучих материалов. Однако потребности народного хозяйства в этих приборах полностью не удовлетворяются. Ряд разработанных конструкций влагомеров серийно не изготовляется.  [c.11]

Отношение древесины к электричеству определяется её электропроводностью, электрической прочностью и диэлектрической постоянной.  [c.282]

Физические свойства сосны плотность — от 490 до 750 кг/м пористость — от 46 до 85% электропроводность — от 10″ до 10 Ом м (электропроводность сырой древесины уменьшается примерно в 10 раз) диэлектрическая проницаемость — от 19 до 33 пФ/м, теплопроводность — от 0,15 до 0,33 Вт/(м-К). Низкая теплопроводность древесины объясняется тем, что дерево имеет много пор, заполненных древесиной.  [c.243]

Чем больше влажность древесины, тем выше ее электропроводность и наоборот. Поэтому, зная сопротивление древесины, можно определить ее влажность. Имеется много основанных иа этом принципе при- боров для быстрого определения влажности в пределах 6—30 /о с точностью до 1—2 /о у древесины, фанеры и бумаги без вырезания об- разцов. Опишем одни из таких приборов — влагомер фирмы Сименс.  [c.19]

Электропроводность 291 Древесина для литейных моделей 367  [c.1049]

Увеличение жаро-прочноста черных металлов Повышение антикоррозионных свойств металлов Улучшение антифрикционных свойств напылением псевдосплавов Декорирование древесины,тканей, керамики и некоторых пластмасс Создание поверхностной электропроводности диэлектриков Получение зеркальных фильмов на стекле а пластмассах  [c.13]


Низкая электропроводность окрашиваемых изделий из древесины  [c.186]

Электропроводность преимущественно зависит от влажности и температуры. Вдоль волокон древесины электропроводность меньше, чем поперек.  [c.445]

При увлажнении древесины от абсолютно сухого состояния (в древесине присутствует только химически связанная вода) до точки насыщения волокон наблюдается набухание древесины, снижение ее механических характеристик, повышение электропроводности. Дальнейшее увлажнение материала не влечет за собой изменения указанных свойств, кроме незначительного увеличения электропроводности.  [c.223]

Древесина имеет низкую тепЛо- и электропроводность, также неодинаковую в разных направлениях. Теплоемкость у древесины почти в три раза больше, чем у железа у абсолютно сухой древесины она равна 0,327.  [c.384]

Электрическая прочность характеризуется пробивным напряжением в вольтах на 1 см толщины древесины. Она зависит от тех же факторов, что и электропроводность, и равна для березы влажностью 8,2% вдоль волокна 15,2, поперек волокна 59,8, а для дуба влажностью 9,3% вдоль волокна 47, поперек волокна 39,1 кв см Для повышения изоляционных свойств древесины ее пропитывают парафином, трансформаторным маслом и др.  [c.334]

К основным достоинствам древесины следует отнести ее относительно высокую прочность, декоративность, которые сочетаются с невысокой плотностью, теплоемкостью, теплопроводностью, электропроводностью, стойкость к воздействию газов и других агрессивных сред, хорошую обрабатываемость.  [c.252]

Электропроводность сухой древесины также невелика. Так, для березы при влажности 8 % вдоль волокон удельное электрической сопротивление составляет 4 10 8 Ом м.  [c.796]

К диэлектрическим свойствам древесины относятся электропроводность, электрическая прочность и диэлектрическая постоянная. Значе- шя этих величин для древесины приводятся в табл. 6.  [c.23]

Кроме того, древесина отличается хорошим поглощением вибраций, низкими электропроводностью и теплопроводностью и др. Комплексом указанных свойств в ряде случаев и объясняется широкое использование древесины в самых разнообразных целях. Однако древесные материалы обладают и некоторыми недостатками, которые часто ограничивают их применение в химической промышленности для изготовления аппаратуры.  [c.471]

Электропроводность — способность древесины проводить электрический ток, которая находится в обратной зависимости от электрического сопротивления.  [c.17]

При возможности ограничиться меньшей точностью влажность древесины моищо быстро определить электрическим способом при помощи особого прибора, действие которого основано на изменении электропроводности древесины в зависимости от её влажности.  [c.279]

На рис. 84 показана зависимость еотн и tg б от влажности для древесины сосны при Т = 90-5-100° С и фиксир,ованной частоте тока / = 3,34 10 ец. С ростом влажности растет удельная электропроводность древесины, так как определяется она главным образом свойствами воды. Из рисунка видно, что е тн с ростом влажности увеличивается и при стремлении влажности к 100% стремится к значениям близким 81 tg б = при постоянстве [c.118]

Измерение влажности осуществляется прямыми или косвенными методами. Прямые методы основаны на выделении тем или иным способом воды из древесины, например высушиванием. Методы простые, надёжные и точные, но имеют недостаток — довольно продолжительную процедуру. Этого недостатка лишены косвенные методы, основанные на измерении показателей других физических свойств, которые зависят от содержания воды в древесине. Наибольшее распространение получили кондук-тометрические электровлагомеры, измеряющие электропроводность древесины. Но и этот способ имеет свои недостатки дает надёжные показания в диапазоне от 7 до 30% и лишь только в месте введения игольчатых контактов.  [c.11]

Натуральная древесина, несмотря на развитие синтетических материалов и пластмасс, является в зонах благоприятного использования ценным непревзойденным конструкционным материалом по высокой прочности и декоративности, сочетающимся с небольшой плотностью, теплоемкостью, теплопроводностью, электропроводностью. Она хорошо сопротивляется воздействию газов и других агрессивных сред и ртличается хорошей обрабатываемостью и невысокой стоимостью. К недостаткам древесины относятся большая анизотропность механических свойств и большая их изменчивость в зависимости от влажности.  [c.231]

Здесь у — удельная электропроводность для прямого протекания тока, обусловленная движением иойов — 4астиц с большей массой. Поэтому с ростом частоты начинает сказываться инерция частиц и у уменьшается. Вторая часть удельной электропроводности Y» характеризует выделение тепла за счет переменной поляризации и растет с ростом частоты. Поэтому-.суммарная проводимость у имеет минимум при частотах 10 —10 Ьц. Следует заметить, что значения у и Y» зависят главным образом от свойств воды, входящей в состав древесины, а проводимость прямого протекания тока — от наличия в воде различных солей.  [c.118]


Важное условие отделки — электропроводность изделия. Влажность изделий должна находиться в пределах 8-12%. Для повышения электропроводности изделия из древесины увлажняют водяным паром или путем нанесения токопроводящего состава — алкамона.  [c.104]

Для деталей и изделий, подлежащих отделке нитролаками и мочевиноалкидными лаками в электростатическом поле токов высокого напряжения, применяют составы электропроводящих грунтовок. Например, смесь поли-винилацетатной дисперсии, олифы оксоль, бутилового спирта или уайт-спирита, поверхностноактивного вещества, ортофосфорной кислоты и воды. Грунтовка повышает электропроводность поверхностных слоев древесины.  [c.252]


Электрические свойства древесины

Электропроводность. Способность древесины проводить электрический ток находится в обратной зависимости от ее электрического сопротивления.

Полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами, определяется как результирующее двух сопротивлений: объемного и поверхностного. Наибольшее значение для характеристики электропроводности материала имеет первый вид сопротивления, показателем которого служит удельное объемное сопротивление имеющее размерность Ом · см и численно равное сопротивлению при прохождении тока через две противоположные грани кубика размерами 1x1x1 см изданного материала (древесины).

Древесина относится к диэлектрикам (108-1017 Ом·см). Для нее применимы методы измерения сопротивлений твердых диэлектриков при постоянных напряжениях. С учетом специфики древесины эти методы использованы ЦНИИМОД при разработке ГОСТ 18408-73.

У разных пород электропроводность различная, но при этом у всех пород вдоль волокон она в несколько раз больше, чем поперек волокон.

С повышением влажности древесины сопротивление уменьшается. Особенно резкое снижение сопротивления (в десятки миллионов раз) наблюдается при увеличении содержания связанной воды, т. е. при переходе от абсолютно сухого состояния древесины до предела насыщения клеточных стенок Wп.н.. Дальнейшее увеличение влажности вызывает падение сопротивления лишь в десятки или сотни раз. Этим объясняется снижение точности определения влажности электровлагомерами в области выше Wп.н..

Повышение температуры древесины приводит к уменьшению ее объемного сопротивления. В среднем принято считать, что повышение температуры древесины на каждые 12 °С вызывает снижение сопротивления примерно вдвое.

Электропроводность древесины учитывается в тех случаях, когда древесину применяют для столбов связи, мачт линий высоковольтных передач, рукояток электроинструментов и т. д.

Электрическая прочность. Так называется способность древесины противостоять пробою, т. е. снижению сопротивления при больших напряжениях. Для определения электрической прочности древесины при переменном напряжении частотой 50 Гц в ЦНИИМОДе был разработан ГОСТ 18407—73. Показателем электрической прочности служит Епр — отношение пробивного напряжения к толщине материала, кВ/мм.

Электрическая прочность абсолютно сухой древесины вдоль волокон составляет 1,3-1,5 кВ/мм, что в 4-7 раз меньше, чем поперек волокон. С повышением влажности электрическая прочность заметно снижается. По данным БелТИ, прочность снижается в 2 раза при изменении влажности с 10 до 14 %. Электрическая прочность древесины по сравнению с другими твердыми изоляционными материалами невелика (у стекла Епр = 30, у полиэтилена — 40 кВ/мм). Для повышения электрической прочности древесину пропитывают парафином, олифой, искусственными смолами и другими веществами.

Диэлектрические свойства. Находящаяся в переменном электрическом поле древесина проявляет свои диэлектрические свойства, которые характеризуются двумя показателями. Первый из них — относительная диэлектрическая проницаемость ε — численно равен отношению емкости конденсатора с прокладкой из древесины к емкости конденсатора с воздушным зазором между электродами. Второй показатель — тангенс угла диэлектрических потерь tg δ — определяет долю подведенной мощности, которая поглощается древесиной и превращается в теплоту.

Диэлектрическая проницаемость абсолютно сухой древесины с увеличением плотности возрастает. Так, у древесины бальзы (ρ0 = 130 кг/м3) диэлектрическая проницаемость поперек волокон в диапазоне частот 10-1011 Гц составляет в среднем 1,3, а у граба (ρ0 = 800 кг/м3) — 2,6. Проницаемость вдоль волокон больше в среднем в 1,4 раза. С повышением влажности древесины е увеличивается, так как для воды величина этого показателя в диапазоне частот 10-1011 Гц составляет 81-7,5. По данным Г. И. Торговникова, при влажности 10% и температуре 20 °С для древесины плотностью ρ0 = 500 кг/м3 на частоте 104 Гц равна 4,2, на частоте 1010 Гц — 2,0, а при влажности 60% — соответственно равна 65 и 6,6. Увеличение температуры от -40 до 100 °С для абсолютно сухой древесины приводит к незначительному увеличению (примерно в 1,3 раза). Повышение температуры влажной древесины приводит к более существенному увеличению.

Тангенс угла диэлектрических потерь также зависит от плотности древесины. Поперек волокон tg δ при плотности ρ0 = 500 кг/м3 и комнатной температуре в диапазоне частот 10-105 Гц составляет 0,005-0,007, а при плотности ρ0 = 800 кг/м3 этот показатель равен 0,007-0,025. Вдоль волокон tg δ выше, чем поперек волокон, в среднем в 1,7 раза. С повышением влажности tg δ увеличивается. Зависимости этого показателя от частоты имеют сложный характер. Так, для древесины с плотностью ρ0 = 500 кг/м3 при температуре 20 °С и влажности 80 % значение tg δ при частоте 103 Гц достигает 74, при частоте 108 Гц снижается до 0,2, а в области сверхвысоких частот (1010 Гц) возрастает до 0,34. Повышение температуры абсолютно сухой древесины вызывает снижение tg δ, но в области СВЧ этот показатель возрастает. У влажной древесины (W=25 %) нагревание приводит к существенному возрастанию tg δ, но в области СВЧ он меняется незначительно.

При диэлектрическом нагревании температура повышается одновременно по всему объему древесины. Такой способ нагревания находит практическое применение в процессах сушки, склеивания и пропитки древесины. Нагревание в поле СВЧ можно использовать для сушки древесины, для поверхностного оттаивания бревен перед окоркой и распиловкой.

Пьезоэлектрические свойства. На поверхности анизотропных пластинок из кристаллов (кварц, турмалин, сегнетовая соль) при растяжении или сжатии появляются электрические заряды: положительный на одной стороне и отрицательный на другой. Электрические заряды возникают под действием механических усилий, давления, поэтому это явление называется прямым пьезоэлектрическим эффектом (слово «пьезо» означает давление). Указанные материалы обладают и обратным пьезоэлектрическим эффектом — их размеры изменяются под действием электрического поля. Пластинки из этих кристаллов находят широкое применение в качестве излучателей и приемников в ультразвуковой технике.

Исследования В. А. Баженова показали, что такими свойствами обладает и древесина, содержащая ориентированный компонент — целлюлозу. Наибольший пьезоэлектрический эффект наблюдается при приложении сжимающей и растягивающей нагрузки под углом 45° к волокнам. Нагрузки, направленные строго вдоль или поперек волокон, этого эффекта не вызывают. Особенно заметно пьезоэлектрический эффект проявляется в сухой древесине, с увеличением влажности он уменьшается и уже при влажности 6-8 % почти совсем исчезает. С повышением температуры до 100 °С эффект увеличивается. Чем выше модуль упругости древесины, тем меньше у нее пьезоэлектрический эффект.

Данное явление позволяет глубже изучить тонкую структуру древесины, характеризовать степень анизотропности натуральной древесины и новых древесных материалов. Оно используется при разработке неразрушающих методов контроля качества древесины.

Электрическая прочность и электропроводность древесины

Электропроводность древесины.

Сопротивление древесины прохождению электрического тока зависит от влажности древесины, ее по роды, температуры, направления волокон и пр. С повышением влажности и с повышением температуры электрическое сопротивление древесины уменьшается; сопротивление древесины вдоль волокон меньше, чем в тангентальном и радиальном направлениях.

Таблица 19 – Электропроводность древесины (по Дубецкому)
























































Порода дереваВлажность

%.

Удельное объемное сопротивление в ом—см
вдоль волоконв радиальном направлениив тангентальном направлениисреднее
Береза7,954,2*10108,6*1011
Дуб8,82,4*1011
Кедр0,02,5*1014
Лиственница7,953,8*101019,0*101014,5· 1010
Ольха7,51,6-1012


Электрическая прочность древесины.

Электрическая прочность древесины (свойство древесины выдерживать напряжение тока) невелика (табл. 20). Она зависит от направления волокон, влажности и температуры. Меньше всего электрическая прочность вдоль волокон. С повышением влажности и температуры электрическая прочность понижается. После пропитки различными растворами электрическая прочность древесины возрастает.

Таблица 20 – Электрическая прочность (пробивное напряжение) древесины и других материалов (по Ванину)






































































Материал или древесная породаВлажность, %Электрическая прочность (пробивное напряжение) в 1000 V на 1 см толщины (при частоте 80 Hz)
Асфальт_140
Бакелит200
Парафин150
Слюда1500
Стекло300
Береза в радиальном направлении7,959,8
Береза вдоль волокон8,215,2
Дуб в радиальном направлении9,339,1
Дуб вдоль волокон9,347,0
Ольха в тангентальном направлении7,560,5
Ольха в радиальном направлении7,556,4
Воздух23,0

Таблица 21 – Электрическая прочность сухой и пропитанной древесины (пробивное напряжение в kV) (по Ванину)





























Состояние древесиныЭлектрическая прочность, kV
Воздушносухая60
Сухая89
Пропитанная олифой98
Пропитанная трансформаторным маслом136
Пропитанная парафином145

Таблица 22 – Диэлектрическая постоянная древесины

























Порода дереваε
Бук, поперек волокон3,63
Дуб, поперек волокон3,64
Дуб, вдоль волокон2,46
(Воздух)1,00


  • Ремонт мебели

Спасатели напоминают о мерах безопасности в непогоду: 30 июня в Свердловской области ожидаются грозы, град и сильный ветер — Новости

Чтобы уберечь себя от происшествий рекомендуем соблюдать меры безопасности и выполнять рекомендации спасателей.

На водоеме:

— Если гроза застала в водоеме — выйдите из воды, отойдите подальше от берега, спрячьтесь в укрытии (им может послужить овраг). Не ложитесь на дно укрытия, а сядьте, обхватив ноги руками.

— При нахождении в лодке немедленно гребите к берегу. Не пользуйтесь мобильным телефоном во время грозы.

В лесу, парке:

— Не используйте для укрытия высокие деревья. Наиболее опасны: дуб, тополь, ель, сосна. Дерево при ударе молнии расщепляется и может загореться. Держитесь на расстоянии не менее 30 м от отдельно стоящего дерева.

— Наличие пораженных молнией деревьев свидетельствует о том, что грунт здесь имеет высокую электропроводность и удар молнии в этот участок наиболее вероятен.

— Если гроза застала в лесопарке – укройтесь на участке с низкорослыми деревьями.

В автомобиле:

— Не двигайтесь во время грозы на автомобиле, так как гроза, как правило, сопровождается ливнем, ухудшающим видимость на дороге, а вспышка молнии может ослепить и вызвать, как следствие, аварию.

— Плотно закройте окна и двери, опустите антенну и заглушите двигатель.

— Не прикасайтесь к ручкам дверей и другим металлическим деталям, в том числе и к мобильным телефонам.

На улице:

— Покиньте открытое пространство, укройтесь в помещении, в подъезде любого дома; спрячьтесь под козырьком здания, но не прикасайтесь к стене

— Остерегайтесь находиться вблизи высоких столбов, мачт освещения, рекламных щитов.

— Если гроза застигла вас на велосипеде или мотоцикле, прекратите движение и переждите грозу на расстоянии примерно 30 м от них.

— Не паркуйте автомобили вблизи деревьев, рекламных конструкций и фасадов зданий.

Берегите себя и помните, при возникновении происшествий необходимо сообщить об этом в пожарно-спасательную службу МЧС России по телефону -101 или на единый номер вызова экстренных служб – 112.

Информация взята с сайта Главного управления МЧС России по Свердловской области.

30.06.2021

Является ли дерево проводником электричества. Электрические свойства древесины

В электричестве выделяют три основных группы материалов – это проводники, полупроводники и диэлектрики. Основным их отличием является возможность проводить ток. В этой статье мы рассмотрим, чем отличаются эти виды материалов и как они ведут себя в электрическом поле.

Что такое проводник

Вещество, в котором присутствуют свободные носители зарядов, называют проводником. Движение свободных носителей называют тепловым. Основной характеристикой проводника является его сопротивление (R) или проводимость (G) – величина обратная сопротивлению.

Говоря простыми словами – проводник проводит ток.

К таким веществам можно отнести металлы, но если говорить о неметаллах то, например, углерод – отличный проводник, нашел применение в скользящих контактах, например, щетки электродвигателя. Влажная почва, растворы солей и кислот в воде, тело человека – тоже проводит ток, но их электропроводность зачастую меньше, чем у меди или алюминия, например.

Металлы являются отличными проводниками, как раз таки благодаря большому числу свободных носителей зарядов в их структуре. Под воздействием электрического поля заряды начинают перемещаться, а также перераспределяться, наблюдается явление электростатической индукции.

Что такое диэлектрик

Диэлектриками называют вещества, которые не проводят ток, или проводят, но очень плохо. В них нет свободных носителей зарядов, потому что связь частиц атома достаточно сильная, для образования свободных носителей, поэтому под воздействием электрического поля тока в диэлектрике не возникает.

Газ, стекло, керамика, фарфор, некоторые смолы, текстолит, карболит, дистиллированная вода, сухая древесина, резина – являются диэлектриками и не проводят электрический ток. В быту диэлектрики встречаются повсеместно, например, из них делаются корпуса электроприборов, электрические выключатели, корпуса вилок, розеток и прочее. В линиях электропередач изоляторы выполняются из диэлектриков.

Однако, при наличии определенных факторов, например повышенный уровень влажности, напряженность электрического поля выше допустимого значения и прочее – приводят к тому, что материал начинает терять свои диэлектрические функции и становится проводником. Иногда вы можете слышать фразы типа «пробой изолятора» — это и есть описанное выше явление.

Если сказать кратко, то основными свойствами диэлектрика в сфере электричества являются электроизоляционные. Именно способность препятствовать протеканию тока защищает человека от электротравматизма и прочих неприятностей. Основной характеристикой диэлектрика является электрическая прочность – величина равная напряжению его пробоя.

Что такое полупроводник

Полупроводник проводит электрический ток, но не так как металлы, а при соблюдении определенных условий – сообщении веществу энергии в нужных количествах. Это связано с тем, что свободных носителей (дырок и электронов) зарядов слишком мало или их вовсе нет, но если приложить какое-то количество энергии – они появятся. Энергия может быть различных форм – электрической, тепловой. Также свободные дырки и электроны в полупроводнике могут возникать под воздействием излучений, например в УФ-спектре.

Где применяются полупроводники? Из них изготавливают транзисторы, тиристоры, диоды, микросхемы, светодиоды и прочее. К таким материалам относят кремний, германий, смеси разных материалов, например арсенид-галия, селен, мышьяк.

Чтобы понять, почему полупроводник проводит электрический ток, но не так как металлы, нужно рассматривать эти материалы с точки зрения зонной теории.

Зонная теория

Зонная теория описывает наличие или отсутствие свободных носителей зарядов, относительно определенных энергетических слоев. Энергетическим уровнем или слоем называют количество энергии электронов (ядер атомов, молекул – простых частиц), их измеряют в величине Электронвольты (ЭВ).

На изображении ниже показаны три вида материалов с их энергетическими уровнями:

Обратите внимание, что у проводника энергетические уровни от валентной зоны до зоны проводимости объединены в неразрывную диаграмму. Зона проводимости и валентная зоны накладываются друг на друга, это называется зоной перекрытия. В зависимости от наличия электрического поля (напряжения), температуры и прочих факторов количество электронов может изменяться. Благодаря вышеописанному, электроны могут передвигаться в проводниках, даже если сообщить им какое-то минимальное количество энергии.

У полупроводника между зоной валентности и зоной проводимости присутствует определенная запрещенная. Ширина запрещенной зоны описывает, какое количество энергии нужно сообщить полупроводнику, чтобы начал протекать ток.

У диэлектрика диаграмма похожа на ту, которая описывает полупроводники, однако отличие лишь в ширине запрещенной зоны – она здесь во много раз большая. Различия обусловлены внутренним строением и вещества.

Мы рассмотрели основные три типа материалов и привели их примеры и особенности. Главным их отличием является способность проводить ток. Поэтому каждый из них нашел свою сферу применения: проводники используются для передачи электроэнергии, диэлектрики – для изоляции токоведущих частей, полупроводники – для электроники. Надеемся, предоставленная информация помогла вам понять, что собой представляют проводники, полупроводники и диэлектрики в электрическом поле, а также в чем их отличие между собой.

Способность проводить электрический ток характеризует электрическое сопротивление древесины. В общем случае полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами, определяется как результирующее двух сопротивлений: объемного и поверхностного. Объемное сопротивление численно характеризует препятствие прохождению тока сквозь толщу образца, а поверхностное сопротивление определяет препятствие прохождению тока по поверхности образца. Показателями электрического сопротивления служат удельное объемное и поверхностное сопротивление. Первый из названных показателей имеет размерность ом на сантиметр (ом х см) и численно равен сопротивлению при прохождении тока через две противоположные грани кубика размером 1X1X1 см из данного материала (древесины). Второй показатель измеряется в омах и численно равен сопротивлению квадрата любого размера на поверхности образца древесины при подведении тока к электродам, ограничивающим две противоположные стороны этого квадрата. Электропроводность зависит от породы древесины и направления движения тока. В качестве иллюстрации порядка величии объемного и поверхностного сопротивления в табл. приведены некоторые данные.

сравнительные данные об удельном объемном и поверхностном сопротивлении древесины

Для характеристики электропроводности наибольшее значение имеет удельное объемное сопротивление. Сопротивление сильно зависит от влажности древесины. С повышением содержания влаги в древесине сопротивление уменьшается. Особенно резкое снижение сопротивления наблюдается при увеличении содержания связанной влаги от абсолютно сухого состояния до предела гигроскопичности. При этом удельное объемное сопротивление уменьшается в миллионы раз. Дальнейшее увеличение влажности вызывает падение сопротивления лишь в десятки раз. Это иллюстрируют данные табл.

удельное объемное сопротивление древесины в абсолютно сухом состоянии

Порода Удельное объемное сопротивление, ом х см
поперек волокон вдоль волокон
Сосна 2,3 х 10 15 1,8 х 10 15
Ель 7,6 х 10 16 3,8 х 10 16
Ясень 3,3 х 10 16 3,8 х 10 15
Граб 8,0 х 10 16 1,3 х 10 15
Клен 6,6 х 10 17 3,3 х 10 17
Береза 5,1 х 10 16 2,3 х 10 16
Ольха 1,0 х 10 17 9,6 х 10 15
Липа 1,5 х 10 16 6,4 х 10 15
Осина 1,7 х 10 16 8,0 х 10 15

влияние влажности на электрическое сопротивление древесины

Поверхностное сопротивление древесины также существенно снижается с увеличением влажности. Повышение температуры приводит к уменьшению объемного сопротивления древесины. Так, сопротивление древесины лжетсуги при повышении температуры с 22-23° до 44-45° С (примерно вдвое) падает в 2,5 раза, а древесины бука при повышении температуры с 20-21° до 50° С — в 3 раза. При отрицательных температурах объемное сопротивление древесины возрастает. Удельное объемное сопротивление вдоль волокон образцов березы влажностью 76% при температуре 0°С составило 1,2 х 10 7 ом см, а при охлаждении до температуры -24° С оно оказалось равным 1,02 х 10 8 ом см. Пропитка древесины минеральными антисептиками (например, хлористым цинком) уменьшает удельное сопротивление, в то время как пропитка креозотом мало отражается на электропроводности. Электропроводность древесины имеет практическое значение тогда, когда она применяется для столбов связи, мачт линий высоковольтных передач, рукояток электроинструментов и т. д. Кроме того, на зависимости электропроводности от влажности древесины основано устройство электрических влагомеров.

электрическая прочность древесины

Электрическая прочность имеет значение при оценке древесины как электро изолирующего материала и характеризуется пробивным напряжением в вольтах на 1 см толщины материала. Электрическая прочность древесины невысока и зависит от породы, влажности, температуры и направления. С увеличением влажности и температуры она снижается; вдоль волокон она значительно ниже, чем поперек. Данные об электрической прочности древесины вдоль и поперек волокон приведены в табл.

электрическая прочность древесины вдоль и поперек волокон

При влажности древесины сосны 10% получено следующую электрическую прочность в киловольтах на 1 см толщины: вдоль волокон 16,8; в радиальном направлении 59,1; в тангенциальном направлении 77,3 (определение производилось на образцах толщиной 3 мм). Как видим, электрическая прочность древесины вдоль волокон примерно в 3,5 раза меньше, чем поперек волокон; в радиальном направлении прочность меньше, чем в тангенциальном, так как сердцевинные лучи уменьшают пробивное напряжение. Повышение влажности с 8 до 15% (вдвое) снижает электрическую прочность поперек волокон примерно в 3 раза (в среднем для бука, березы и ольхи).

Электрическая прочность (в киловольтах на 1 см толщины) .других материалов следующая: слюды 1500, стекла 300, бакелита 200, парафина 150, трансформаторного масла 100, фарфора 100. С целью повышения электрической прочности древесины и снижения электропроводности при использовании в электропромышленности в качестве изолятора ее пропитывают олифой, трансформаторным маслом, парафином, искусственными смолами; эффективность такой пропитки видна из следующих данных о древесине березы: пропитка олифой увеличивает пробивное напряжение вдоль волокон на 30%, трансформаторным маслом — на 80%, парафином — почти вдвое по сравнению с пробивным напряжением для воздушно-сухой не пропитанной древесины.

диэлектрические свойства древесины

Величина, показывающая, во сколько раз увеличивается емкость конденсатора, если воздушную прослойку между пластинами заменить такой же толщины прокладкой из данного материала, называется диэлектрической проницаемостью этого материала. Диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая постоянная) для некоторых материалов приведена в табл.

диэлектрическая проницаемость некоторых материалов

Материал Древесина Диэлектрическая проницаемость
Воздух 1,00 Ель сухая: вдоль волокон 3,06
в тангенциальном направлении 1,98
Парафин 2,00
в радиальном направлении 1,91
Фарфор 5,73
Слюда 7,1-7,7 Бук сухой: вдоль волокон 3,18
в тангенциальном направлении 2,20
Мрамор 8,34
в радиальном направлении 2,40
Вода 80,1

Данные для древесины показывают заметное различие между диэлектрической проницаемостью вдоль и поперек волокон; в то же время диэлектрическая проницаемость поперек волокон в радиальном и тангенциальном направлении различается мало. Диэлектрическая проницаемость в поле высокой частоты зависит от частоты тока и влажности древесины. С увеличением частоты тока диэлектрическая проницаемость древесины бука вдоль волокон при влажности от 0 до 12% уменьшается, что особенно заметно для влажности 12%. С увеличением влажности древесины бука диэлектрическая проницаемость вдоль волокон увеличивается, что особенно заметно при меньшей частоте тока.

В поле высокой частоты древесина нагревается; причина нагрева — потери на джоулево тепло внутри диэлектрика, происходящие под влиянием переменного электромагнитного поля. На этот нагрев расходуется часть подводимой энергии, величина которой характеризуется тангенсом угла потерь.

Тангенс угла потерь зависит от направления поля в отношении волокон: вдоль волокон он примерно вдвое больше, чем поперек волокон. Поперек волокон в радиальном и тангенциальном направлении тангенс угла потерь мало различается. Тангенс угла диэлектрических потерь, как и диэлектрическая проницаемость, зависит от частоты тока и влажности древесины. Так, для абсолютно сухой древесины бука тангенс угла потерь вдоль волокон с увеличением частоты сначала увеличивается, достигает максимума при частоте 10 7 гц, после чего начинает снова снижаться. В то же время при влажности 12% тангенс угла потерь с увеличением частоты резко падает, достигает минимума при частоте 10 5 гц, затем так же резко увеличивается.

максимальная величина тангенса угла потерь для сухой древесины

С увеличением влажности древесины бука тангенс угла потерь вдоль волокон резко растет при малой (3 х 10 2 гц) и большой (10 9 гц) частоте и почти не меняется при частоте 10 6 -10 7 гц.

Путем сравнительного исследования диэлектрических свойств древесины сосны и полученных из нее целлюлозы, лигнина и смолы было установлено, что эти свойства определяются в основном целлюлозой. Нагрев древесины в поле токов высокой частоты находит применение в процессах сушки, пропитки и склеивания.

пьезоэлектрические свойства древесины

На поверхности некоторых диэлектриков под действием механических напряжений появляются электрические заряды. Это явление, связанное с поляризацией диэлектрика, носит название прямого пьезоэлектрического эффекта. Пьезоэлектрические свойства были вначале обнаружены у кристаллов кварца, турмалина, сегнетовой соли и др. Эти материалы обладают также обратным пьезоэлектрическим эффектом, заключающимся в том, что размеры их изменяются под действием электрического поля. Пластинки из этих кристаллов находят широкое применение в качестве излучателей и приемников в ультразвуковой технике.

Эти явления обнаруживаются не только у монокристаллов, но и у целого ряда других анизотропных твердых материалов, названных пьезоэлектрическими текстурами. Пьезоэлектрические свойства были обнаружены также в древесине. Было установлено, что основной носитель пьезоэлектрических свойств в древесине — ее ориентированный компонент — целлюлоза. Интенсивность поляризации древесины пропорциональна величине механических напряжений от приложенных внешних усилий; коэффициент пропорциональности называется пьезоэлектрическим модулем. Количественное изучение пьезоэлектрического эффекта, таким образом, сводится к определению значений пьезоэлектрических модулей. В связи с анизотропией механических и пьезоэлектрических свойств древесины указанные показатели зависят от направления механических усилий и вектора поляризации.

Наибольший пьезоэлектрический эффект наблюдается при сжимающей и растягивающей нагрузках под углом 45° к волокнам. Механические напряжения, направленные строго вдоль или поперек волокон, не вызывают в древесине пьезоэлектрического эффекта. В табл. приведены значения пьезоэлектрических модулей для некоторых пород. Максимальный пьезоэлектрический эффект наблюдается в сухой древесине, с увеличением влажности он уменьшается, а затем и совсем исчезает. Так, уже при влажности 6-8% величина пьезоэлектрического эффекта очень мала. С повышением температуры до 100° С величина пьезоэлектрического модуля увеличивается. При малой упругой деформации (высоком модуле упругости) древесины пьезоэлектрический модуль уменьшается. Пьезоэлектрический модуль зависит также от ряда других факторов; однако наибольшее влияние на его величину оказывает ориентация целлюлозной составляющей древесины.

пьезоэлектрические модули древесины

Открытое явление позволяет глубже изучить тонкую структуру древесины. Показатели пьезоэлектрического эффекта могут служить количественными характеристиками ориентации целлюлозы и поэтому очень важны для изучения анизотропии натуральной древесины и новых древесных материалов с заданными в определенных направлениях свойствами.

Все материалы, существующие в природе, различаются своими электрическими свойствами. Таким образом, из всего многообразия физических веществ в отдельные группы выделяются диэлектрические материалы и проводники электрического тока.

Что представляют собой проводники?

Проводник – это такой материал, особенностью которого является наличие в составе свободно передвигающихся заряженных частиц, которые распространены по всему веществу.

Проводящими электрический ток веществами являются расплавы металлов и сами металлы, недистиллированная вода, раствор солей, влажный грунт, человеческое тело.

Металл – это самый лучший проводник электрического тока. Также и среди неметаллов есть хорошие проводники, например, углерод.

Все, существующие в природе проводники электрического тока, характеризуются двумя свойствами:

  • показатель сопротивления;
  • показатель электропроводности.
Сопротивление возникает из-за того, что электроны при движении испытывают столкновение с атомами и ионами, которые являются своеобразным препятствием. Именно поэтому проводникам присвоена характеристика электрического сопротивления. Обратной сопротивлению величиной является электропроводность.

Электропроводность – это характеристика (способность) физического вещества проводить ток. Поэтому свойствами надежного проводника являются низкое сопротивление потоку движущихся электронов и, следовательно, высокая электропроводность. То есть, лучший проводник характеризуется большим показателем проводимости.

Например кабельная продукция : медный кабель обладает большей электропроводностью по сравнению с алюминиевым.

Что представляют собой диэлектрики?

Диэлектрики – это такие физические вещества, в которых при заниженных температурах отсутствуют электрические заряды. В состав таких веществ входят лишь атомы нейтрального заряда и молекулы. Заряды нейтрального атома имеют тесную связь друг с другом, поэтому лишены возможности свободного перемещения по всему веществу.

Самым лучшим диэлектриком является газ. Другие непроводящие электрический ток материалы – это стеклянные, фарфоровые, керамические изделия, а также резина, картон, сухое дерево, смолы и пластмассы.

Диэлектрические предметы – это изоляторы, свойства которых главным образом зависимы от состояния окружающей атмосферы. Например, при высокой влажности некоторые диэлектрические материалы частично лишаются своих свойств.

Проводники и диэлектрики широко используются в сфере электротехники для решения различных задач.

Например, вся кабельно-проводниковая продукция изготавливается из металлов, как правило, из меди или алюминия. Оболочка проводов и кабелей полимерная, также, как и вилках всех электрических приборов. Полимеры – отличные диэлектрики, которые не допускают пропуска заряженных частиц.

Серебряные, золотые и платиновые изделия – очень хорошие проводники. Но их отрицательная характеристика, которая ограничивает использование, состоит в очень высокой стоимости.

Поэтому применяются такие вещества в сферах, где качество гораздо важнее цены, которая за него уплачивается (оборонная промышленность и космос).

Медные и алюминиевые изделия также являются хорошими проводниками, при этом имеют не столь высокую стоимость. Следовательно, использование медных и алюминиевых проводов распространено повсеместно.

Вольфрамовые и молибденовые проводники имеют менее хорошие свойства, поэтому используются в основном в лампочках накаливания и нагревательных элементах высокой температуры. Плохая электропроводность может существенно нарушить работу электросхемы.

Диэлектрики также различаются между собой своими характеристиками и свойствами. Например, в некоторых диэлектрических материалах также присутствуют свободные электрически заряды, пусть и в небольшом количестве. Свободные заряды возникают из-за тепловых колебаний электронов, т.е. повышение температуры все-таки в некоторых случаях провоцирует отрыв электронов от ядра, что понижает изоляционные свойства материала. Некоторые изоляторы отличаются большим числом «оторванных» электронов, что говорит о плохих изоляционных свойствах.

Самый лучший диэлектрик – полный вакуум, которого очень трудно добиться на планете Земля.

Полностью очищенная вода также имеет высокие диэлектрические свойства, но таковой даже не существует в реальности. При этом стоит помнить, что присутствие каких-либо примесей в жидкости наделяет ее свойствами проводника.

Главный критерий качества любого диэлектрического материала – это степень соответствия возложенным на него функциям в конкретной электрической схеме. Например, если свойства диэлектрика таковы, что утечка тока совсем незначительная и не приносит никакого ущерба работе схемы, то диэлектрик является надежным.

Что такое полупроводник?

Промежуточное место между диэлектриками и проводниками занимают полупроводники. Главное отличие проводников заключается в зависимости степени электропроводности от температуры и количества примесей в составе. При том материалу свойственны характеристики и диэлектрика, и проводника.

С ростом температуры электропроводность полупроводников растет, а степень сопротивления при этом падает. При понижении температуры сопротивление стремится к бесконечности. То есть, при достижении нулевой температуры полупроводники начинают вести себя как изоляторы.

Полупроводниками являются кремний и германий.

Электропроводность . Способность древесины проводить электрический ток находится в обратной зависимости от ее электрического сопротивления.

Полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами, определяется как результирующее двух сопротивлений: объемного и поверхностного. Наибольшее значение для характеристики электропроводности материала имеет первый вид сопротивления, показателем которого служит удельное объемное сопротивление имеющее размерность Ом · см и численно равное сопротивлению при прохождении тока через две противоположные грани кубика размерами 1x1x1 см изданного материала (древесины).

Древесина относится к диэлектрикам (10 8 -10 17 Ом·см). Для нее применимы методы измерения сопротивлений твердых диэлектриков при постоянных напряжениях. С учетом специфики древесины эти методы использованы ЦНИИМОД при разработке ГОСТ 18408-73.

У разных пород электропроводность различная, но при этом у всех пород вдоль волокон она в несколько раз больше, чем поперек волокон.

С повышением влажности древесины сопротивление уменьшается. Особенно резкое снижение сопротивления (в десятки миллионов раз) наблюдается при увеличении содержания связанной воды, т. е. при переходе от абсолютно сухого состояния древесины до предела насыщения клеточных стенок W п. н. . Дальнейшее увеличение влажности вызывает падение сопротивления лишь в десятки или сотни раз. Этим объясняется снижение точности определения влажности электровлагомерами в области выше W п. н. .

Повышение температуры древесины приводит к уменьшению ее объемного сопротивления. В среднем принято считать, что повышение температуры древесины на каждые 12 °С вызывает снижение сопротивления примерно вдвое.

Электропроводность древесины учитывается в тех случаях, когда древесину применяют для столбов связи, мачт линий высоковольтных передач, рукояток электроинструментов и т. д.

Электрическая прочность . Так называется способность древесины противостоять пробою, т. е. снижению сопротивления при больших напряжениях. Для определения электрической прочности древесины при переменном напряжении частотой 50 Гц в ЦНИИМОДе был разработан ГОСТ 18407-73. Показателем электрической прочности служит Е пр — отношение пробивного напряжения к толщине материала, кВ/мм.

Электрическая прочность абсолютно сухой древесины вдоль волокон составляет 1,3-1,5 кВ/мм, что в 4-7 раз меньше, чем поперек волокон. С повышением влажности электрическая прочность заметно снижается. По данным БелТИ, прочность снижается в 2 раза при изменении влажности с 10 до 14 %. Электрическая прочность древесины по сравнению с другими твердыми изоляционными материалами невелика (у стекла Е пр = 30, у полиэтилена — 40 кВ/мм). Для повышения электрической прочности древесину пропитывают парафином, олифой, искусственными смолами и другими веществами.

Диэлектрические свойства . Находящаяся в переменном электрическом поле древесина проявляет свои диэлектрические свойства, которые характеризуются двумя показателями. Первый из них — относительная диэлектрическая проницаемость ε — численно равен отношению емкости конденсатора с прокладкой из древесины к емкости конденсатора с воздушным зазором между электродами. Второй показатель — тангенс угла диэлектрических потерь tg δ — определяет долю подведенной мощности, которая поглощается древесиной и превращается в теплоту.

Диэлектрическая проницаемость абсолютно сухой древесины с увеличением плотности возрастает. Так, у древесины бальзы (ρ 0 = 130 кг/м 3) диэлектрическая проницаемость поперек волокон в диапазоне частот 10-10 11 Гц составляет в среднем 1,3, а у граба (ρ 0 = 800 кг/м 3) — 2,6. Проницаемость вдоль волокон больше в среднем в 1,4 раза. С повышением влажности древесины е увеличивается, так как для воды величина этого показателя в диапазоне частот 10-10 11 Гц составляет 81-7,5. По данным Г. И. Торговникова, при влажности 10% и температуре 20 °С для древесины плотностью ρ 0 = 500 кг/м 3 на частоте 10 4 Гц равна 4,2, на частоте 10 10 Гц — 2,0, а при влажности 60% — соответственно равна 65 и 6,6. Увеличение температуры от -40 до 100 °С для абсолютно сухой древесины приводит к незначительному увеличению (примерно в 1,3 раза). Повышение температуры влажной древесины приводит к более существенному увеличению.

Тангенс угла диэлектрических потерь также зависит от плотности древесины. Поперек волокон tg δ при плотности ρ 0 = 500 кг/м 3 и комнатной температуре в диапазоне частот 10-10 5 Гц составляет 0,005-0,007, а при плотности ρ 0 = 800 кг/м 3 этот показатель равен 0,007-0,025. Вдоль волокон tg δ выше, чем поперек волокон, в среднем в 1,7 раза. С повышением влажности tg δ увеличивается. Зависимости этого показателя от частоты имеют сложный характер. Так, для древесины с плотностью ρ 0 = 500 кг/м 3 при температуре 20 °С и влажности 80 % значение tg δ при частоте 10 3 Гц достигает 74, при частоте 10 8 Гц снижается до 0,2, а в области сверхвысоких частот (10 10 Гц) возрастает до 0,34. Повышение температуры абсолютно сухой древесины вызывает снижение tg δ, но в области СВЧ этот показатель возрастает. У влажной древесины (W=25 %) нагревание приводит к существенному возрастанию tg δ, но в области СВЧ он меняется незначительно.

При диэлектрическом нагревании температура повышается одновременно по всему объему древесины. Такой способ нагревания находит практическое применение в процессах сушки, склеивания и пропитки древесины. Нагревание в поле СВЧ можно использовать для сушки древесины, для поверхностного оттаивания бревен перед окоркой и распиловкой.

Пьезоэлектрические свойства . На поверхности анизотропных пластинок из кристаллов (кварц, турмалин, сегнетовая соль) при растяжении или сжатии появляются электрические заряды: положительный на одной стороне и отрицательный на другой. Электрические заряды возникают под действием механических усилий, давления, поэтому это явление называется прямым пьезоэлектрическим эффектом (слово «пьезо» означает давление). Указанные материалы обладают и обратным пьезоэлектрическим эффектом — их размеры изменяются под действием электрического поля. Пластинки из этих кристаллов находят широкое применение в качестве излучателей и приемников в ультразвуковой технике.

Исследования В. А. Баженова показали, что такими свойствами обладает и древесина, содержащая ориентированный компонент — целлюлозу. Наибольший пьезоэлектрический эффект наблюдается при приложении сжимающей и растягивающей нагрузки под углом 45° к волокнам. Нагрузки, направленные строго вдоль или поперек волокон, этого эффекта не вызывают. Особенно заметно пьезоэлектрический эффект проявляется в сухой древесине, с увеличением влажности он уменьшается и уже при влажности 6-8 % почти совсем исчезает. С повышением температуры до 100 °С эффект увеличивается. Чем выше модуль упругости древесины, тем меньше у нее пьезоэлектрический эффект.

Данное явление позволяет глубже изучить тонкую структуру древесины, характеризовать степень анизотропности натуральной древесины и новых древесных материалов. Оно используется при разработке неразрушающих методов контроля качества древесины.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Диэлектрик — это материал или вещество, которое практически не пропускает электрический ток. Такая проводимость получается вследствие небольшого количества электронов и ионов. Данные частицы образуются в не проводящем электрический ток материале только при достижении высоких температурных свойств. О том, что такое диэлектрик и пойдёт речь в этой статье.

Описание

Каждый электронный или радиотехнический проводник, полупроводник или заряженный диэлектрик пропускает через себя электрический ток, но особенность диэлектрика в том, что в нем даже при высоком напряжении свыше 550 В будет протекать ток малой величины. Электрический ток в диэлектрике — это движение заряженных частиц в определённом направлении (может быть положительным и отрицательным).

Виды токов

В основе электропроводимости диэлектриков лежат:

  • Токи абсорбционные — ток, который протекает в диэлектрике при постоянном токе до тех пор, пока не достигнет состояния равновесия, изменяя направление при включении и подаче на него напряжения и при отключении. При переменном токе напряжённость в диэлектрике будет присутствовать в нём всё время, пока находится в действии электрического поля.
  • Электронная электропроводность — перемещение электронов под действием поля.
  • Ионная электропроводность — представляет собой движение ионов. Находится в растворах электролитов — соли, кислоты, щёлочь, а так же во многих диэлектриках.
  • Молионная электропроводность — движение заряженных частиц, называемых молионами. Находится в коллоидных системах, эмульсиях и суспензиях. Явление движения молионов в электрическом поле называется электрофорезом.

Классифицируют по агрегатному состоянию и химической природе. Первые делятся на твёрдые, жидкостные, газообразные и затвердевающие. По химической природе делятся на органику, неорганику и элементоорганические материалы.

По агрегатному состоянию:

  • Электропроводимость газов. У газообразных веществ достаточно малая проводимость тока. Он может возникать при наличии свободных заряженных частиц, что появляется из-за воздействия внешних и внутренних, электронных и ионных факторов: излучение рентгена и радиоактивного вида, соударение молекул и заряженных частиц, тепловые факторы.
  • Электропроводимость жидкого диэлектрика. Факторы зависимости: структура молекулы, температура, примеси, присутствие крупных зарядов электронов и ионов. Электропроводимость жидких диэлектриков во многом зависит от наличия влаги и примесей. Проводимость электричества полярных веществ создаётся ещё при помощи жидкости с диссоциированными ионами. При сравнении полярных и неполярных жидкостей, явное преимущество в проводимости имеют первые. Если очистить жидкость от примесей, то это поспособствует уменьшению её проводимых свойств. При росте проводимости и его температуры возникает уменьшение её вязкости, приводящее к увеличению подвижности ионов.
  • Твёрдые диэлектрики. Их электропроводимость обуславливается как перемещение заряженных частиц диэлектрика и примесей. В сильных полях электрического тока выявляется электропроводимость.

Физические свойства диэлектриков

При удельном сопротивлении материала равном меньше 10-5 Ом*м их можно отнести к проводникам. Если больше 108 Ом*м — к диэлектрикам. Возможны случаи, когда удельное сопротивление будет в разы больше сопротивления проводника. В интервале 10-5-108 Ом*м находится полупроводник. Металлический материал — отличный проводник электрического тока.

Из всей таблицы Менделеева только 25 элементов относятся к неметаллам, причём 12 из них, возможно, будут со свойствами полупроводника. Но, разумеется, кроме веществ таблицы, существует ещё множество сплавов, композиций или химических соединений со свойством проводника, полупроводника или диэлектрика. Исходя из этого, трудно провести определённую грань значений различных веществ с их сопротивлениями. Для примера, при пониженном температурном факторе полупроводник станет вести себя подобно диэлектрику.

Применение

Использование не проводящих электрический ток материалов очень обширно, ведь это один из популярно используемых классов электротехнических компонентов. Стало достаточно ясно, что их можно применять благодаря свойствам в активном и пассивном виде.

В пассивном виде свойства диэлектриков используют для применения в электроизоляционном материале.

В активном виде они используются в сегнетоэлектрике, а также в материалах для излучателей лазерной техники.

Основные диэлектрики

К часто встречающимся видам относятся:

  • Стекло.
  • Резина.
  • Нефть.
  • Асфальт.
  • Фарфор.
  • Кварц.
  • Воздух.
  • Алмаз.
  • Чистая вода.
  • Пластмасса.

Что такое диэлектрик жидкий?

Поляризация данного вида происходит в поле электрического тока. Жидкостные токонепроводящие вещества используются в технике для заливки или пропитки материалов. Есть 3 класса жидких диэлектриков:

Нефтяные масла — являются слабовязкими и в основном неполярными. Их часто используют в высоковольтных аппаратурах: высоковольтные воды. — это неполярный диэлектрик. Кабельное масло нашло применение в пропитке изоляционно-бумажных проводов с напряжением на них до 40 кВ, а также покрытий на основе металла с током больше 120 кВ. Масло трансформаторное по сравнению с конденсаторным имеет более чистую структуру. Данный вид диэлектрика получил широкое распространение в производстве, несмотря на большую себестоимость по сравнению с аналоговыми веществами и материалами.

Что такое диэлектрик синтетический? В настоящее время практически везде он запрещён из-за высокой токсичности, так как производится на основе хлорированного углерода. А жидкий диэлектрик, в основе которого кремний органический, является безопасным и экологически чистым. Данный вид не вызывает металлической ржавчины и имеет свойства малой гигроскопичности. Существует разжиженный диэлектрик, содержащий фторорганическое соединение, которое особо популярно из-за своей негорючести, термических свойств и окислительной стабильности.

И последний вид, это растительные масла. Они являются слабо полярными диэлектриками, к ним относятся льняное, касторовое, тунговое, конопляное. Касторовое масло является сильно нагреваемым и применяется в бумажных конденсаторах. Остальные масла — испаряемые. Выпаривание в них обуславливается не естественным испарением, а химической реакцией под названием полимеризация. Активно применяется в эмалях и красках.

Заключение

В статье было подробно рассмотрено, что такое диэлектрик. Были упомянуты различные виды и их свойства. Конечно, чтобы понять всю тонкость их характеристик, придётся более углубленно изучить раздел физики о них.

Электрические свойства древесины | СпрингерЛинк

‘) var head = document.getElementsByTagName(«head»)[0] var script = document.createElement(«сценарий») script.type = «текст/javascript» script.src = «https://buy.springer.com/assets/js/buybox-bundle-52d08dec1e.js» script.id = «ecommerce-scripts-» ​​+ метка времени head.appendChild (скрипт) var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles) функция initCollapsibles(подписка, индекс) { var toggle = подписка.querySelector(«.цена-варианта-покупки») подписка.classList.remove («расширенный») var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки») если (форма) { вар formAction = form.getAttribute(«действие») document.querySelector(«#ecommerce-scripts-» ​​+ timestamp).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false) } var priceInfo = подписка.querySelector(«.Информация о цене») var PurchaseOption = переключатель.родительский элемент если (переключить && форма && priceInfo) { toggle.setAttribute(«роль», «кнопка») toggle.setAttribute(«tabindex», «0») toggle.addEventListener («щелчок», функция (событие) { var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный toggle.setAttribute(«aria-expanded», !expanded) форма.скрытый = расширенный если (! расширено) { покупкаOption.classList.add(«расширенный») } еще { покупкаOption.classList.remove(«расширенный») } priceInfo.hidden = расширенный }, ложный) } } функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) { var weHasBrowserSupport = окно.выборка && Array.from функция возврата () { var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts.Buybox : ноль var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Modal : ноль if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) { var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс var modal = новый модальный (modalID) модальный.domEl.addEventListener(«закрыть», закрыть) функция закрыть () { form.querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус() } вар корзинаURL = «/корзина» var cartModalURL = «/cart?messageOnly=1» форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartURL, cartModalURL) ) var formSubmit = Buybox.перехват формы отправки ( Buybox.fetchFormAction(окно.fetch), Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный), функция () { form.removeEventListener («отправить», formSubmit, false) форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartModalURL, cartURL) ) форма.представить() } ) form.addEventListener («отправить», formSubmit, ложь) document.body.appendChild(modal.domEl) } } } функция initKeyControls() { document.addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) { если (документ.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) { если (document.activeElement) { событие.preventDefault() документ.activeElement.click() } } }, ложный) } функция InitialStateOpen() { var buyboxWidth = buybox.смещениеШирина ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки») var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене») если (buyboxWidth > 480) { переключить.щелчок() } еще { если (индекс === 0) { переключать.щелчок() } еще { toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») form.hidden = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.buyboxInitialized) вернуть window.buyboxInitialized = истина initKeyControls() })()

Проводит ли дерево электричество? — Wood Dad

Возможно, у вас также есть этот вопрос: Проводит ли электричество электричество? Ответ на этот вопрос может быть очень важен для столяров и всех, кто имеет дело с древесиной.

Также, если вы ищете полезную информацию в этой области или являетесь исследователем, эта статья предоставит вам полную информацию.

Электрическое сопротивление и проводимость древесины

Сухая древесина является хорошим диэлектриком и не может проводить электричество.

Блок полностью сухой древесины, такой как просушенная древесина, используемая в качестве дров, является отличным изолятором, который можно сравнить с такими изоляторами, как фенолформальдегидная смола.

Но с увеличением влажности его электрическое сопротивление уменьшается.

Электрическое сопротивление можно рассчитать из следующего уравнения:

  p =  r * a / l 

где

где

Lichtenberg Earding Ebook

Download Lichtenberg English Ebook



Одна из современных техник создания произведений искусства из дерева называется выжиганием по дереву по Лихтенбергу. В этой электронной книге мы познакомим вас с этим новым искусством.
Эта техника известна под разными названиями, такими как выжигание по дереву по Лихтенбергу, фрактальное выжигание по дереву и электрическое искусство по дереву.
Эту технику не следует путать с искусством выжигания по дереву или пирографией. Искусство пирографии по дереву — это искусство создания мотивов и рисунков путем выжигания горячими металлическими инструментами таких предметов, как деревянные поверхности.
Выжигание по Лихтенбергу — это техника выжигания по дереву для создания рисунков с помощью электричества.
Эта электронная книга представляет собой подробное руководство по выжиганию древесины по Лихтенбергу. Все, что вам нужно знать о дровяном сжигании Лихтенберга, находится здесь.
Это предложение ограничено по времени, закажите сейчас, чтобы получить доступ к будущим выпускам электронных книг.

Купить и скачать электронную книгу прямо сейчас! (Купоны применяются!)
  • R — электрическое сопротивление однородного образца
  • L — длина
  • A — площадь поперечного сечения образца

Факторы, влияющие на электропроводность древесины

В целом, есть много факторов в электропроводности древесины . Такие факторы, как:

  • Температура
  • Влажность
  • Порода древесины
  • Примеси

Можно сказать, что влажность является наиболее важным фактором электрического сопротивления древесины.

Это очень важный момент в конструкции инструмента с деревянной ручкой, так как они постоянно контактируют с влагой.

Для повышения долговечности и изоляции ручных электроинструментов с деревянной ручкой деревянная часть пропитывается фенолоальдегидной смолой для предотвращения водопоглощения и повышения электроизоляционных свойств.

Связь содержания влаги и электропроводности древесины

Электропроводность древесины увеличивается в миллион раз при увеличении влажности от 0 до 30 процентов, но при повышении влажности от 30 процентов и выше (полное насыщение), электропроводность древесины может быть только в 50 раз выше.

Конечно, если вода чистая, она обладает большим электрическим сопротивлением и изоляцией, но из-за присутствия в воде растворенных веществ в воде создается проводимость, и влажная древесина также является проводящей.

Электрическое сопротивление древесины в разных направлениях

Удельное электрическое сопротивление древесины имеет разные значения в разных направлениях.

При этом параллельно волокнам оно составляет примерно половину направления вертикали волокон, а это сопротивление в радиальном направлении равно или не более чем на 15 % меньше, чем в тангенциальном направлении.

Конкретные массы и породы древесины менее важны в изменении их электрического сопротивления.

Может ли электричество проходить через дерево?


Да, конечно. На самом деле дерево является изолятором, но не очень хорошим.
При высоком напряжении проще получить электричество изнутри дерева.
Вы можете узнать больше о влиянии электричества на древесину во время фрактального сжигания древесины.
Если древесина влажная, уравнение изменится, и электричество будет проходить через древесину даже при низком напряжении.
Так что будьте осторожны, стоя на деревянной лестнице при работе с электричеством.

Почему мокрая древесина является проводником?


Молекулы в древесине разнесены, поэтому потоку электричества трудно пройти, и он должен переходить от одной молекулы к другой молекуле.
Если древесина влажная, молекулы воды заполняют промежуток между молекулами древесины и заставляют электричество проходить через древесину.

Проводит ли электричество электричество?

Первая помощь для спасения людей, получивших удар током, заключается в том, чтобы отделить их от источника тока с помощью изоляционного материала, например, деревянной табуретки или пластиковой палки.

Но мы также знаем, что при ударе молнии и громе нужно уходить от деревьев.

Неудивительно, что многие люди будут сбиты с толку, почему древесина является проводником и изолятором , когда речь идет об электричестве?

Итак, вопрос:

Проводит ли электричество электричество?

Является ли дерево проводником?

Короткий ответ: Нет , но при определенных условиях дерево также может проводить электричество .

Например, некоторая композитная древесина может содержать вещества, проводящие электричество.

Обычно мы определяем что-то, через что электроны могут легко переноситься, как проводник.

Между тем, мы говорим, что нечто является изолятором, потому что через него не может протекать ток.

Таким образом, чтобы решить, является ли материал проводником, все зависит от того, может ли ток легко проходить через него.

Чтобы было понятнее, есть таблица электропроводности и удельного сопротивления различных распространенных материалов.

9 9
Материал ρ (ω • m) на 20 ° C
Удельное сопротивление

Σ (S / m) при 20 ° C
Проводимость
Silver 1.59 × 10 -8 6.30 × 10 7
1,68 × 10 -8 5.96 × 10 7
Iron 1,0 × 10 — 7 1.00 × 10 7
Platinum
1.06 × 10 -7 9.43 × 10 6
TIN 1.09 × 10 -7 9.17 × 10 6
Углеродистая сталь (10 10 ) 1.43 × 10 -7
1 × 10 2 × 10 1 до 2 × 10 3 5 × 10 от −4 до 5×10 −2
Кремний 6.40 × 10 2 1.56 × 10 -3
дерева (влажный) 1 × 10 3 до 4 10 -4 до 10 -3
Жесткая резина 1 × 10 13 10 -14 -14
дерева (сухость духовки) 1 × 10 14 до 16 10 -14 до 10 -14
Pet 10 × 10 20 9 -21
Teflon 10 × 10 22 до 10 × 10 24 10 -25 до 10 — 23

Дополнительные сведения о проводимости и удельном сопротивлении материалов см. здесь.

Мы обычно используем символ σ (сигма) как единицу электропроводности, которая означает Сименс на метр (См/м)

10 7 σ), поэтому он является идеальным материалом для электронных проводов и кабелей.

И мы также найдем, что электропроводность сухой древесины составляет от 10 -16 до 10 -14 σ при 20 °C.

С точки зрения электропроводности, но что такое линия между проводником и изолятором?

Удельное электрическое сопротивление хорошего изолятора составляет 10 1 6 Ом·м, электрическая проводимость будет равна 10 −16 Ом·м.

Когда мы говорим «изоляторы» в реальной жизни, это не значит, что они на 100% не проводят электричество. Из-за окружающей среды, в которой мы живем, все равно будет проходить очень небольшое количество тока.

Но в большинстве практических случаев сухая деревянная палка является изолятором и не будет эффективно проводить электричество.

Когда дерево будет проводить электричество?

Обычно сухое дерево не проводит достаточно тока, чтобы можно было получить удар током.

Другое дело, если некоторые факторы изменятся.

1. Длина

Обычно, чем длиннее объект, тем слабее его электропроводность.

Вот почему в индустрии высококачественных наушников существует правило «чем короче, тем лучше».

2. Толщина

Помимо длины, толстый проводник обычно работает лучше, чем тонкий.

3. Температура

Проводимость различных проводников и изоляторов может изменяться при повышении и понижении температуры.

4. Влажность

Влага влияет на проводимость.

Мы не стоим под деревом, когда ударяет молния, потому что мокрая древесина, а также сок и вода внутри делают древесину отличным проводником электричества.

5. Специальная отделка или декорация

Как показано в таблице выше, если на древесине есть специальный материал, такой как платина или золото, древесина также может быть проводником.

6.Current Frequency 

Если частота тока или напряжение слишком высоки, даже стекло будет проводником.

Вы можете посмотреть видео ниже, чтобы увидеть, как деревянная палка проводит электричество.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Электропроводность

Электропроводность

Проводимость является мерой легкость, с которой электрический заряд или тепло могут пройти через материал.А проводник представляет собой материал, который оказывает очень небольшое сопротивление потоку электрический ток или тепловую энергию. Материалы классифицируются как металлы, полупроводники и изоляторы. Металлы – самые проводящие и изоляторы (керамика, дерево, пластик) наименее проводящие.
Электропроводность говорит нам, насколько хорошо материал пропускает через себя электричество.Многие люди думают о медных проводах как о чем-то, что обладает отличными электрическими свойствами. проводимость.
Теплопроводность говорит нам о том, с какой легкостью можно использовать тепловую энергию (тепло для большинства целей). двигаться через материал. Некоторые материалы, такие как металлы, пропускают тепло. через них довольно быстро. Представьте, что одной рукой вы касаетесь кусок металла, а другой кусок дерева.Какой материал будет чувствовать себя холоднее? Если бы вы сказали «металл», вы были бы правы. Но, на самом деле оба материала имеют одинаковую температуру. это относительно теплопроводность. Металл обладает более высокой теплопроводностью, или термической проводимость, чем древесина, позволяя теплу от вашей руки уйти быстрее. Если вы хотите, чтобы что-то было холодным, лучше всего завернуть это во что-нибудь не обладает высокой теплопроводностью или высокой теплопроводностью, это будет изолятор.Керамика и полимеры обычно являются хорошими изоляторами. но вы должны помнить, что полимеры обычно имеют очень низкую температуру плавления. Это означает, что если вы проектируете что-то, что будет сильно нагреваться, полимер может расплавиться в зависимости от температуры плавления.

Серебро
обладает самой высокой электропроводностью среди всех металлов. На самом деле серебро определяет проводимость — все остальные металлы сравниваются с Это.По шкале от 0 до 100 серебро занимает 100 место, медь — 97, а золото. на 76. Из-за этого свойства, а также из-за того, что оно не легко воспламеняется, серебро обычно используется в электрических цепях и контактах. Серебро также используется в батареях, где надежность является обязательной и применяются ограничения по весу, например, для портативных хирургических инструментов, слуховых аппаратов, кардиостимуляторов и космическое путешествие.

Звенья


http://www.физика4kids.com/files/elec_conduct.html
План урока по проводимости для учителей — http://www.infinitepower.org/pdf/09-Lesson-Plan.pdf


Все информация на этой странице предоставлена ​​U of C-Click on the University of Cambridge. значок для благодарностей.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Древесина — проводник или изолятор? (Быстрый ответ)

Чтобы углубиться в тему, мы зададим себе следующий вопрос : Является ли дерево проводником или является ли дерево изолятором?

Но чтобы ответить на этот вопрос, сначала необходимо прояснить некоторые термины, одним из которых является электричество или также называемый электрический ток , мы определим его как поток электрического заряда, который циркулирует через материал, этот поток Электрический заряд — это в основном количество электронов, которые движутся или «текут» через материал, который не препятствует их прохождению.

Древесина является одним из материалов, наиболее широко используемых в различных областях, благодаря бесконечному количеству свойств, которыми она обладает. Одним из самых поразительных и интригующих свойств, которыми обладает древесина, являются ее электрические свойства. Хотите верьте, хотите нет, но этот материал даже использовался в качестве проводника электричества.

Что такое электрический проводник?

Электрический проводник представляет собой тело, пропускающее электрический ток и поэтому противопоставленное электрическим изоляторам.Металлы, например, являются проводниками электричества.

Под электрическим проводником мы подразумеваем материал, способный пропускать через себя электрическую энергию посредством свободных электронов или ионных частиц с положительным и отрицательным зарядом, способных проводить ток.

Материалы, которые не препятствуют прохождению электронов, позволяя им течь сквозь них, называются проводниками . Качество, которое делает материал проводящим (это другой термин, который нам нужно будет понять), — это наличие свободных электронов, чем больше их присутствие в веществе, из которого он состоит, тем больше проводимость, и наоборот.

Проводники и изоляторы: как они работают

Проводящие материалы отличаются своей способностью проводить электрический ток, что отличает их от тех изоляторов, которые, наоборот, препятствуют прохождению электрического тока.

К первой категории относятся металлы ( медь, серебро, железо, свинец и цинк ), к которым приложено определенное электрическое напряжение, создающее прохождение тока благодаря тому, что находящиеся внутри них атомы, не будучи тесно связаны с ядра атомов, они могут свободно двигаться.

Вторая категория, изоляторы , включает такие материалы, как пластик, стекло, резина и дерево , в которых электроны, связанные с атомами, не движутся и, следовательно, не позволяют высвобождать электрические заряды.

Является ли дерево проводником?

Древесина относится к категории диэлектриков, в нормальном состоянии древесина не проводит электрический ток. Влажная древесина может проводить электричество, хотя в этом случае проводником электрического тока будут молекулы воды в древесине, а не сама древесина.

Электрический ток определяется как свободный поток электричества, а металлы являются очень хорошими проводниками, поскольку они легко пропускают электрический ток. С другой стороны, есть материалы, которые не пропускают электрический ток, и их называют изоляторами.

Большинство неметаллических материалов, таких как сухая древесина, пластик и резина, являются изоляторами.

Древесина не проводит электричество, когда она очень сухая, поэтому древесина считается изолятором.С другой стороны, небольшое количество тока может протекать по влажной древесине. И если вода сама по себе не является проводящей в чистом виде, она становится таковой, когда она наполнена примесями, минералами (такими как водопроводная, родниковая и минеральная вода) или когда она соленая.

Также при нагревании древесина превращается в древесный уголь, который содержит много углерода (природный элемент, обладающий высокой электропроводностью) и действует как электрический проводник. Это далеко не лучший электрический проводник, но все же проводник.

Является ли дерево изолятором?

Изоляторы — это материалы, в которых электроны не могут свободно циркулировать, такие как керамика, стекло, пластик в целом, бумага, дерево и т. д. Эти материалы не проводят электрический ток.

Древесина не проводит электричество, когда она очень сухая, и поэтому считается изолятором , так как плохо проводит тепло и электричество. В отличие от металлов, где электроны слабо связаны с отдельными атомами, древесина состоит из смеси молекул, в которых электроны прочно связаны и не могут свободно перемещаться от одной молекулы к другой.

Именно по этой причине древесина используется в качестве изолятора, поскольку она плохо проводит электричество и тепло, и хотя этот материал обычно считается диэлектриком, существуют различные виды древесины, которые могут изолировать электричество в большей или меньшей степени. Это будет зависеть от плотности древесины и содержащейся в ней влаги.

Сухая древесина почти диэлектрик( практически не проводит ток). Когда-то из сухого дуба даже делали доски для электрических цепей.

В этой статье вы узнаете, как лучше всего сушить дрова в микроволновой печи!

А корпуса радио- и телеприемников из дерева или фанеры до сих пор помнят многие. А на плакатах о мерах безопасности всегда красовалось изображение человека, снимающего оголенный электрический провод с пораженного током деревянного рельса.

Верно и то, что бывают напряжения настолько высокие, что их нельзя изолировать древесиной и ничего не остается делать, как «передавать» его, так сказать, это напряжение повреждает материал, сжигая его.

С другой стороны, древесина является плохим проводником тепла, потому что смесь молекул с длинной цепью очень неэффективна для быстрой передачи энергии. В отличие от металла, в дереве нет «моря электронов», способного быстро передавать тепло по поверхности.

Тип электрических изоляторов и проводников

90 70 701 9061
Электрические изоляторы Электрические проводники
1. Сухой древесина 1. Медь
2.Пластик 2. Золото
3. Стекло 3. Silver 3. Silver
4. Rubber 4. Iron 4. Утюг
5. Бумага 5. Алюминий
6. Фарфор 6. Соленая вода
7. Картон 7. Не дистиллированная вода
8. Air 8. Цинк 8. Цинк
9. Масло 9. Никель
10. Целлюлоза 10.Graphite
11. Mica 11. Platinum 11. Platinum 1
12. Тефлон 12. Тефлон 12. Из нержавеющей стали 12.
13. Cork 13. Brasd 13.
14. Ceramics 14. Графит
15. Оксид алюминия 15. Углеродистая сталь
16. Разведанная глина 16. Бронза
17. Mylar 17. Литий

Почему дерево хороший изолятор ?

Высокое содержание влаги в древесном материале делает его хорошим изолятором, поэтому чем больше оно увеличивается, тем больше уменьшается электрическое сопротивление.

Влажность древесины оказывает решающее влияние на электропроводность древесины. Если влажность древесины увеличивается, электрическое сопротивление уменьшается, и вода лучше проводит электрические заряды.

Причины, по которым древесина является хорошим изолятором:

  1. Древесина хорошо работает как изолятор, потому что в ней есть пустота (вакуум). Вакуум является изолирующей средой, не проводящей электрический ток, поэтому он может служить изолятором.
  1. В древесине, через которую проходит электричество, нет свободных электронов.Следовательно, он имеет высокое сопротивление. Атомы, присутствующие в древесине, не передают тепло своим соседним атомам. Нет теплопроводности, конвекции или излучения для обеспечения теплового потока. Следовательно, дерево является изолятором.
  1. Плотность, структура древесины, порода древесины. Из-за разной плотности и различных веществ, содержащихся в древесине, принадлежность к определенной породе сильно влияет на сопротивление и электропроводность древесины.
  1. Древесина является хорошим диэлектрическим изолятором, поскольку электричество представляет собой исключительно передачу энергии за счет движения электронов, а древесина может содержать определенное количество электронов проводимости, но оно может быть либо очень маленьким, либо до того, как электроны проводимости могут быть доставленным.

Может ли электричество проходить через дерево?

Это миф, что дерево не проводит ток или электричество. На самом деле дерево не проводит электричество, а вода проводит электричество. Если древесина мокрая или влажная, она все равно представляет опасность. Из дерева можно сделать очень хороший проводник низкого напряжения. Также сквозь древесину может легко проходить ток высокого напряжения.

Является ли влажная древесина хорошим проводником электричества?

Небольшое количество электронов (ток) может проходить через влажную древесину, потому что вода является проводником, но она бесполезна в качестве электрического проводника, потому что ее сопротивление очень велико.

Электрические свойства древесины

Наиболее важными электрическими свойствами древесины являются проводимость, электрическая постоянная и коэффициент диэлектрической мощности. Эти три электрических свойства измеряют и определяют, как древесина реагирует на воздействие электрического тока и как это на нее влияет.

1.
Электропроводность .

Способность древесины проводить электрический ток обратно пропорциональна ее электрическому сопротивлению.

Наибольшее значение для характеристики электропроводности материала имеет первый вид сопротивления, показателем которого является удельное объемное сопротивление, имеющее размерность Ом см и численно равное сопротивлению при прохождении тока через два противоположных стороны куба размером 1х1х1 см из издаваемого материала (дерево).

Древесина относится к диэлектрикам (10 8 -10 17 Ом·см). К нему применимы методы измерения сопротивления твердых диэлектриков при постоянных напряжениях.

В случае древесины электрическая проводимость незначительно изменяется при приложении к ней напряжения и удваивается, когда температура древесины превышает 10°C (18°F). Однако содержание влаги является фактором, сильно влияющим на электрическую проводимость древесины : по мере увеличения содержания влаги электрическая проводимость значительно увеличивается.

Электропроводность древесины выше вдоль волокон, чем поперек волокон, и немного лучше в радиальном направлении, чем в тангенциальном направлении.

Если древесина содержит ненормальное количество соли в растворимой воде или любых других веществах с электролитами, таких как консерванты или антипирены, или находится в постоянном контакте с морской водой, электрическая проводимость может существенно возрасти.

При содержании влаги менее 8% увеличение происходит медленно.

2.Электрическая прочность

Так называют способность древесины сопротивляться пробою, то есть снижать сопротивление при высоких напряжениях. Определить электрическую прочность древесины при переменном напряжении частотой 50 Гц. Показателем электрической прочности является отношение пробивного напряжения к толщине материала, кВ/мм.

Электрическая прочность абсолютно сухой древесины вдоль волокон составляет 1,3-1,5 кВ/мм, что в 4-7 раз меньше, чем поперек волокон.С увеличением влажности диэлектрическая прочность заметно снижается. Прочность снижается в 2 раза при изменении влажности от 10 до 14%.

Электрическая прочность древесины по сравнению с другими твердыми изоляционными материалами низкая (для стекла Е пр = 30, для полиэтилена – 40 кВ/мм). Для повышения электрической прочности древесину пропитывают парафином, олифой, искусственными смолами и другими веществами.

3.
Коэффициент диэлектрической мощности

Коэффициент диэлектрической мощности непроводящего материала определяет долю накопленной энергии, рассеиваемой в виде тепла.Когда непроводящий материал, такой как дерево, находится в электрическом поле, он поглощает и накапливает потенциальную энергию.

Коэффициент диэлектрической мощности древесины считается большим по сравнению с инертными пластиковыми изоляционными материалами. Однако существуют и другие материалы, такие как некоторые виды резины, коэффициент диэлектрической мощности которых не уступает дереву.

Коэффициент диэлектрической мощности древесины варьируется от 0,01 для сухой древесины до 0,95 для древесины с большим количеством влаги. Это электрическое свойство дерева обычно больше для электрических полей вдоль волокон, чем поперек волокон, хотя это не всегда так.

На протяжении всей статьи мы говорили об электрических свойствах древесины , их определениях и о том, как они влияют на этот материал, когда он подвергается воздействию электрических полей или сред с электрическим током. Теперь, когда вы все это знаете, вы должны спросить себя, какой уровень влажности подходит для адекватного взаимодействия электрических свойств.

Итак, у нас есть два топ-5, которые очень помогут. В первую пятерку входит одна из пород древесины с лучшей электропроводностью.Для лиственных деревянных сосна

  • Cedar
  • CEDAR
  • елка
  • Erce
  • Второе Топ 5 о том, что влагополучные проценты содержания влаги и о том, как электрические свойства древесины реагируют на эти уровни влаги.Эти результаты получены при воздействии электрического тока на различные породы древесины, для чего они считаются общими данными.

    При влажности древесины 26% электрическое сопротивление может достигать -1.

    По мере уменьшения содержания влаги электрическое сопротивление начинает изменяться; таким образом: при 18% сопротивление равно 0. При 14% сопротивление равно 1.

    При 10% сопротивление значительно увеличивается до 3. Между 8% и 6% содержанием влаги электрическое сопротивление достигает 6.

    Заключение

    Сухая древесина не проводит электричество, поэтому древесина является изолятором.

    0 comments on “Электропроводность дерева: электропроводность древесины | Cтолярничество

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.