Rezystywnosć skrośna materiałów stałych zawiera się w zakresie od 18⁸Ωm do 18¹⁸ Ωm. Wielkośc ta zależy silnie od temperatury.

Rezystywność powierzchniowa zależy od stanu powierzchni materiału i wpływu czynników zewnętrznych.

Rezystancja izolacji R_iz jest to iloraz napięcia stałego U , przyłożonego do elektrod i wartości ustalonej natęznia prądu płynącego do powierzchni materiału I_p i przez Wnętrzne materiału I_s. R_iz=U/I_u

1-elektrody o powierzchni s, 2-materiał izolacyjny, a-grubość materiału, I_u-prąd upływu próbki materiału izolacyjego stałego, I_p-prąd powierzchniowy, I_s-prąd skrośny

Całkowitą rezystnację izolazji R_iz stanowi:

-rezystnacja skrośna R_s-stosunek napiecia stałego, przyłożonego do elektrod, do wartości ustalonej natężenia prądu I_s

-rezystancja powierzchniowa R_p- stosunek napięcia stałego przyłożonego do elektrod, do wartości ustalonej natężenia prądu I_p.

Zatem:

I_u=I_p+I_s

I_u-prąd upływu próbki materiału izolacyjnego stałego A, I_p- prąd powierzchniowy, I_s-skrośny

R_iz=R_sR_p/(R_s+R_p)

Własności materiałów elektroizolacyjnych charakteryzują:

Rezystywność skrośna p_s- jest to iloraz stałego natężenia pola elektrycznego przez ustaloną wartość gęstości prądu płynącego na wskroś materiału.

Rezystywność powierzchniowa p_p-jest to rezystywność kwadratu na powierzchni materiału, przy czym prąd płynie do przeciwległych boków kwadratu.

Rezystancja skrośna.

a) Kondensator płaski

R_s=p_s(a/s)

a-grubośc materiału, s-powierzchnia elektrod

b) Kondensator walcowy

1-elektrody, r1r2-promienie elektrod, 2-materiał izolacyjny

R_s=(p_s/2∏l)ln(r2/r1)

l-długość elektrod walcowych

Rezystancja powierzchniowa:

a) R_p=p_p(a/b)

1-elektrody,2-powierzchnia materiału,a-odległość mierzy elektrodami pomiarowymi, b-szerokośc elektrod

b) W przypadku innego kształtu elektrod np. cylindrycznych wartość R_p obliczamy:

R_p=(p_p/2∏)ln(r2/r1)

Trójelektrodowy układ elektrod pomiarowych, stosowanych do pomiaru rezystancji skrośnej próbek płaskich materiałów izolacyjnych stałych.

1,3-elektrody pomiarowe, 2-elektroda ochronna, 4-materiał izolacyjny, a-grubość materiału izolacyjnego

Stosując układ elektrod przedstawiony wyżej, rezystywnośc skrośną oblicza się ze wzoru:

$$\mathbf{p}_{\mathbf{s}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\pi}\mathbf{(d + g)}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{4}\mathbf{a}}\mathbf{R}_{\mathbf{S}}$$

a-grubość badanej próbki, d-średnia elektrody pomiarowej, g-szerokość szczeliny miedzy elektrodą pomiarową a elektrodą ekranującą

Średnica d elektrody pomiarowej powinna być nie mniejsza od 4krotnej grubości a próbki. Powinna być wybrana z następujących wartości 10,20,50 lub 100mm.

Szerokość szczeliny g między elektrodą pomiarową i ochronną, powinna być mniejsza od dwukrotnej grubości próbki, ale nie mniejsza niż 2mm.

Do wyznaczenia rezystywności powierzchniowej również stosuje się układ trójelektrodowy. Oblicza się ją wtedy ze wzoru:

$$\mathbf{p}_{\mathbf{p}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\pi(d + g)}}{\mathbf{g}}\mathbf{R}_{\mathbf{p}}$$

Warunki pomiaru-pomiary rezystancji izolacji materiału izolacyjnego wykonuję się po upływie około 60 sekund od chwili załączenia napięcia.

Przenikalność elektryczna ε jest to wielkość skalarna, związana ze zdolnością elektryka do gromadzenia ładunku w obecności zewnętrznego pola elektrycznego. Stanowi iloczyn przenikalnośći elektrycznej względnej ε_r materiału oraz przenikalności elektrycznej prózni ε₀

ε = ε_r* ε₀

Wartość przenikalności elektrycznej materiałów stosowanych w układach izolacyjnych urządzeń elektrycznych zawiera się w zakresie od około ε_r=2(polimery) do ε_r =4(izolacja celulozowa nasycona)

Przenikalnośc elektryczna próżni ε₀=8,854 pFm^-1

Jest jedną z podstawowych stałych fizycznych, natomiast przenikalność względna ε_r danego materiału jest określana pomiarowo poprzez porównanie pojemności C kondensatora wypełnionego tym materiałem z pojemnością geometryczną C₀ kondensatora powietrznego o identycznej geometrii.

ε_r =C/C₀

a-kondensator z dielektrykiem stałym, b-kondensator powietrzny, s-pole powierzchni elektrod kondensatora, d-odleglosć miedzy elektrodami

Przyrost pojemności ∆C, spowodowany obecnością materiału dielektrycznego pomiędzy elektrodami układu pomiarowego, określa wielkość nazywana podatnością elektryczną η.

Rzeczywisty kondensator nie jest elementem bezstratnym, a jego model zastępczy można przedstawić na poniższym rysunku.

Kondensator próżniowy C₀=Q₀/U

Kondensator z materiałem C= (ε_r * Q₀)/U

Podatność elektryczną wyraża wzór:

$$\eta = \frac{C - C_{0}}{C_{0}} = \varepsilon_{r} - 1$$

Pojemnosc kondensatora próżniowego jest określona przez iloraz ładunku elektrycznego zgromadzonego na jego elektrodach i napięcia między nimi. Ze względu na to, że wartość względnej przenikalności elektrycznej powietrza jest zblizona do jedności (1,0003) w większości przypadków podczas pomiarowego określania przenikalności elektrycznej materiałów, wystarczające jest zastosowanie jako wzorca kondensatora powietrznego.

Pojemnośc kondensatora płaskiego:

$$C = \frac{\varepsilon_{r}*\varepsilon_{0}*S}{d}$$

S-pole powierzchni elektrod, d-odległośc miedzy nimi

Zarówno zjawiska relaksacyjne, jak i przewodnośc dielektryka powodują wystepowanie tzw. Strt dielektryka. Dla analizy zjawisk przy prądzie przemiennym stosowana jesr zespolona przenikliwośc elektryczna określona wzorem:

ε = ε ^‘-j ε ^‘’

Oraz zespolona podatnośc elektryczna η

η = η ‘-j η ^‘’

η ^‘=ε ^‘-1

η ^‘’= η ^‘’

Ważnym parametrem opisującym właściwości materiałów izolacyjnych jest współczynnik strat dielektrycznych tgδ, definiowany jako stosunek wartości urojonej przenikalności elektrycznej

ε ^‘’ do wartości jej części rzeczywistej ε ^‘

tgδ = ε ^‘’/ ε ^‘

Zawiera się w zakresie od 10^-2do 10^-5

Ze względu na mechanizmy gromadzenia ładunku elektrycznego w dielektryku oraz mechanizmy powstania strat dielektrycznych zarówno przenikalnośc elektryczna jak i współczynnik strat dielektrycznych tgδ są wielkościami zależnymi od częstotliwości i od temperatury.

Wartości przenikalności elektrycznej względnej gazów są zbliżone do jedności, a typowych materiałów stałych i ciekłych spotykanych w elektrotechnice, zawierają się w granicach ok. 2,3 (polietylen) do około 80(woda). Osobną grupę materiałów stanowią ferroelektryki- o znacząco dużych wartościach przenikalności względnej rzedu 10³-10⁴