Электропроводность жидкостей

Электропроводность жидких диэлектриков тесно связана со строением молекул жидкости. В неполярных жидкостях электро­проводность зависит от наличия диссоциированных примесей, в том числе влаги; в полярных жидкостях электропроводность опреде­ляется не только примесями, но иногда и диссоциацией молекул самой жидкости. Ток в жидкости может быть обусловлен как пере­движением ионов, так и перемещением относительно крупных за­ряженных коллоидных частиц. Невозможность полного удаления способных к диссоциации примесей из жидкого диэлектрика затруд­няет получение электроизоляционных жидкостей с малыми значе­ниями удельной проводимости.

Полярные жидкости всегда имеют повышенную проводимость по сравнению с неполярными, причем возрастание диэлектрической проницаемости приводит к росту проводимости. Сильнополярные жидкости отличаются настолько высокой проводимостью, что рас­сматриваются уже не как жидкие диэлектрики, а как проводники с ионной электропроводностью.

Очистка жидких диэлектриков от содержащихся в них примесей заметно повышает их удельное сопротивление. При длительном про­пускании электрического тока через неполярный жидкий диэлек­трик также можно наблюдать возрастание сопротивления за счет переноса свободных ионов к электродам (электрическая очистка).

Удельная проводимость любой жидкости сильно зависит от тем­пературы. С увеличением температуры возрастает подвижность ионов в связи с уменьшением вязкости и может увеличиваться сте-

Рис. 2-3. Зависимость удельной проводимости жидкого масляно-канифольного компаунда от величины, обратной абсолютной температуре.

Рис. 2-4. Зависимость тока от напряженности поля в жидких диэлектриках

постоянным при разных температурах; электропроводность транс­форматорного масла обусловлена движением ионов примесей, степень диссоциации которых с температурой растет, а потому произведе­ние γη увеличивается с ростом температуры.

Зависимость удельной проводимости жидкого масляно-кани­фольного компаунда от температуры (рис. 2-3) соответствует уравне­нию (2-4) при а = 9100 К. На рис. 2-3, как и на некоторых последу­ющих, по оси ординат отложена удельная проводимость в логариф­мическом масштабе, по оси абсцисс — числа, обратные абсолютным температурам, и соответствующие значения температуры по сто­градусной шкале.

При больших напряженностях электрического поля, около 10— 100 МВ/м, как показывает опыт, ток в жидкости не подчиняется закону Ома, что объясняется увеличением числа движущихся под влиянием поля ионов.

В отличие от газов в кривой зависимости тока от напряженности поля в жидких диэлектриках отсутствует горизонтальный участок (рис. 24). Для жидкостей высокой степени очистки на кривой воз­можен горизонтальный участок, отвечающий току насыщения (как и для газов).

В табл. 2-1 сопоставляются значения Ɛ_r и ρ для различных ди­электриков.

В коллоидных системах наблюдается молионная, или электро­форетическая электропроводность, при которой носителями заряда являются группы молекул — молионы.

Из коллоидных систем в электротехнике используются эмульсии (оба компонента — жидкости), суспензии (твердые частицы в жидко­сти), аэрозоли (твердые и жидкие частицы в газе). При наложении поля молионы приходят в движение, что проявляется как явление электрофореза. Электрофорез отличается от электролиза тем, что при нем не наблюдается образования новых веществ, а лишь ме­няется относительная концентрация дисперсной фазы в различных слоях жидкости.

Электрофоретическая электропроводность наблюдается, в част­ности, в маслах, содержащих эмульгированную воду, и в органиче­ских жидкостях, содержащих смолы.