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Auteur(s)
-
Jean-Claude DUBOIS : Docteur-Professeur associé à l’Université Pierre et Marie Curie - Ancien Directeur Groupe Matériaux au Laboratoire Central de Recherches Thomson-CSF
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les propriétés isolantes des matières plastiques sont largement utilisées en électrotechnique pour des applications telles que gaines de câbles, condensateurs, enrobage de composants, supports divers. Ces matériaux plastiques ont donc en général une résistivité supérieure à 10 9 Ω · cm. Cependant, les propriétés électriques de ces matériaux dépendent bien sûr de la structure chimique des macromolécules qui les constituent mais aussi de différents facteurs et en particulier des adjuvants volontaires ou non. L’absorption d’eau, la nature de la charge minérale ou organique jouent un rôle déterminant sur les propriétés électriques du matériau. On sait par exemple que l’on peut rendre certains polymères conducteurs ou semi-conducteurs non seulement en leur ajoutant des charges métalliques mais aussi en dopant des polymères conjugués dont la résistivité transversale est comprise entre 10 –3 et 10 9 Ω · cm.
Cet article porte principalement sur les propriétés électriques essentielles des matériaux macromoléculaires : permittivité, indice de pertes, résistivité, rigidité diélectrique.
Cependant, d’autres caractéristiques jouent un rôle au moins aussi important pour le choix d’un matériau ; ce sont par exemple les propriétés mécaniques, la sécurité d’emploi, les prix.
Les méthodes de mesure ne sont pas traitées dans le cadre de cet article.
le lecteur se reportera aux articles « Essais électriques » du traité Plastiques et Composites pour de plus amples renseignements.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juin 1980 par Jean-Claude DUBOIS
- Version archivée 2 de déc. 1989 par Jean-Claude DUBOIS, Jean-Marc BUREAU
- Version courante de févr. 2016 par Jean-Marc BUREAU
DOI (Digital Object Identifier)
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3. Rigidité diélectrique
3.1 Définition
Encore appelée tension de claquage ou tension disruptive, la rigidité diélectrique E est définie comme étant le rapport entre la tension à laquelle se produit une perte des propriétés isolantes dans des conditions d’essais spécifiées et la distance entre les deux électrodes de part et d’autre du polymère auxquelles est appliquée la tension :
avec :
- e (m) :
- distance interélectrodes
- U (V) :
- tension appliquée pour laquelle le claquage se produit
- E (V/m) :
- rigidité diélectrique (elle s’exprime en V/m ou plus couramment en MV/m).
3.2 Rigidité intrinsèque
Certains auteurs distinguent une rigidité intrinsèque pour les matériaux plastiques qui atteindrait une valeur de 100 à 1 500 MV/m. En fait, la valeur réelle de la rigidité intrinsèque est très au-dessus de ces valeurs, car lors des mesures les effets des défauts macroscopiques et des impuretés prédominent.
La rigidité intrinsèque a pour origine :
-
les électrons mobiles liés à la structure chimique du polymère ;
-
les contraintes des forces de coulomb de part et d’autre du film de polymère ; le module d’Young du matériau s’opposant à cette déformation joue donc un rôle dans la valeur de la rigidité intrinsèque.
Ces deux phénomènes, électronique et électromécanique, expliquent la variation de la rigidité intrinsèque en fonction de la température (et également l’importance des défauts de surface).
HAUT DE PAGE3.3 Rigidité diélectrique pratique
La rigidité diélectrique pratique des...
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