CCI20111111057

4.7. Wytrzymałość elektryczna

Jeżeli do okładzin kondensatora płaskiego o dielektryku stałym będziemy doprowadzali coraz to wyższe napięcie, to przekonamy się, że przy pewnej wartości tego napięcia nastąpi wyładowanie elektryczne, pociągające za sobą zniszczenie dielektryku. Tłumaczymy to powstawaniem w dielektryku pod wpływem wzrastającego wraz z napięciem natężenia pola elektrycznego swego rodzaju „naprężenia elektrycznego”, podobnie jak w mechanice rozpatrujemy w ciałach pod wpływem działających na nie sił — naprężenia mechaniczne.

Nadmierny wzrost napięcia nazywamy przepięciem. W dielektrykach stałych przepięcie więc może spowodować przebicie dielektryku, pociągające za sobą jego zniszczenie. W dielektrykach gazowych (powietrze, olej mineralny) przepięcie może spowodować również wyładowanie elektryczne, zwane przeskokiem, które nie powoduje zniszczenia dielektryku.

Graniczną wartość natężenia pola, przy której nastgpuje przebicie dielektryku lub przeskok, nazywamy wytrzymałością elektryczną dielektryku. Wartość wytrzymałości elektrycznej dla różnych dielektryków podaje się w kV/cm.

Np. wytrzymałość elektryczna niektórych dielektryków wynosi: powietrze — 30 kV/cm, olej transformatorowy 50-^150 kV/cm, porcelana 200-e-300 kV/cm, guma 75-=-150 kV/cm, papier nasycony 150^300 kV/cm.

5.1. Powstawanie prądu sinusoidalnie zmiennego

W technice współczesnej energia elektryczna jest wytwarzana, przesyłana i użytkowana niemal wyłącznie w postaci prądu przemiennego. Jest to wynikiem możliwości transformowania prądu przemiennego z niskiego napięcia na wysokie i odwrotnie, co jest konieczne do przesyłania dużych ilości energii elektrycznej na odległości dziesiątków lub setek kilometrów. Energię elektryczną wytwarzaną w prądnicach w bliskości naturalnych źródeł energii transformuje się i przesyła pod wysokim napięciem. W miejscu spożycia doprowadzoną energię należy znowu przetransformować, aby można było zasilać odbiorniki o niskim napięciu nie zagrażającym życiu i bezpieczeństwu odbiorców energii. Drugą doniosłą zaletą prądu przemiennego jest prosta budowa silników i niniejsze koszty ich produkcji.

Prądem przemiennym nazywamy prąd, którego napięcie i natężenie ulegają zmianom nie tylko co do wartości, lecz i co do zwrotu. Zmiany te zachodzą okresowo, to znaczy, że po upływie określonego czasu napięcie i natężenie prądu przybierają ponownie te same wartości i zwroty. Postacie zmienności prądu mogą być różne. Najpraktyczniejszą postać zmienności ma prąd sinusoidalny, przebieg jego zmienności określa funkcja sinusoidalna y = a sin x. Rys. 5-1 przedstawia wykres funkcji sinusoidalnej dla różnych wartości x, wyrażonych w stopniach kątowych.

Rozpatrzmy zasadę powstawania s.em. sinusoidalnie zmiennej. Źródłem jej są prądnice prądu przemiennego, których zasada działania opiera się na zjawisku indukcji elektromagnetycznej. Prądnica prądu przemiennego składa się z magneśnicy z umieszczonymi

8*

115