Diélectrique - Définition
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Quelques milieux diélectriques usuels
Solides
- le verre, utilisé pour faire des isolateurs de lignes haute tension ;
- la céramique, très utilisée pour les matériels HTB des postes électriques ;
- la plupart des plastiques, en particulier polyéthylène sous sa forme réticulée (XLPE) et PVC, tous deux utilisés pour les câbles ;
- le Polypropylène, utilisé en particulier dans les condensateurs en HTA ou HTB ;
- le mica, qui n'est guère plus utilisé de nos jours dans l'industrie électrotechnique ;
- la bakélite, autrefois très utilisée pour l'appareillage électrique basse tension ;
- le téflon, utilisé pour certaines pièces des disjoncteurs à haute tension.
- certains matériaux sous forme cristalline perovskyte comme le PZT qui sont actuellement en cours de développement pour être utilisés comme condensateur à capacité variable.
Gazeux
- l'air
- l'hexafluorure de soufre
- l'azote
Liquides
- le pyralène, autrefois utilisé dans les transformateurs, mais qui tend à disparaître à cause de ses risques
- l'huile minérale, qui a remplacé le pyralène dans les transformateurs
- l'eau pure. Si l'eau usuelle est conductrice, une eau parfaitement pure est un très bon isolant. La difficulté de garder une eau très pure rend toute utilisation industrielle difficile.
- l'huile végétale, innovation récente dans l'isolation diélectrique dans les transformateurs électriques.
Grandeurs caractéristiques des milieux diélectriques
Les matériaux diélectriques sont caractérisés en particulier par :
- leur rigidité diélectrique ;
- leur permittivité diélectrique ε, ou constante diélectrique ;
- leur angle de perte ou tangente delta, tan(δ).
Utilisations des diélectriques
Les diélectriques étant de bons isolants électriques et thermiques, et sont donc utilisés pour gainer les câbles électriques afin d'éviter des contacts avec d'autres câbles ou des personnes aussi bien que dans les manches des casseroles.
Les diélectriques sont utiles dans les condensateurs. Dans le cas, très simple, du condensateur plan, on peut rapprocher les plaques sans risque de contact ou de claquage. On insère ainsi des couches de diélectriques dans les condensateurs industriels, ce qui permet d'augmenter la capacité en diminuant l'encombrement.
D'autre part, si on la soumet à un champ électrique suffisamment puissant, toute substance s'ionisera et deviendra conductrice. Les diélectriques étant plutôt difficiles à ioniser, l'air ambiant devient conducteur avant eux : on peut les employer pour des condensateurs à haute tension.
La plupart des diélectriques sont également transparents dans de larges gammes de fréquences, et sont parfois utilisés pour constituer une couche anti-reflet, par exemple sur certains modèles de verres de lunette.
