Présentation
Auteur(s)
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Robert FOURNIÉ : ex - Attaché au Chef du Service Matériel Électrique de la Direction des Études et Recherches d’Électricité de France
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Roland COELHO : Directeur de Recherche Honoraire au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - Ingénieur conseil à Alcatel
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Lire l’articleINTRODUCTION
Avant d’aborder l’étude des isolants et des systèmes d’isolation, l’ingénieur doit se familiariser avec les concepts de base et connaître les théories les plus utiles ; il peut ainsi apprécier la signification exacte des propriétés électriques définissant un isolant et utiliser efficacement les théories qu’il met en œuvre. En se limitant à une présentation des notions essentielles du domaine des diélectriques, cet article traite les points suivants :
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la polarisation des diélectriques, qui, dans la pratique, s’exprime par une propriété fondamentale, à savoir la permittivité relative ;
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les pertes diélectriques, qui, sous une tension continue, se manifestent dans un matériau par la présence de courants d’absorption ; sous une tension alternative, elles sont traduites quantitativement par la tangente de l’angle de pertes (tan δ) mesurée, si cela se révèle nécessaire, dans une plage étendue de fréquence ;
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les phénomènes de relaxation dans les liquides isolants, dont la théorie de Pellat-Debye fournit la représentation la plus simple ;
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les phénomènes de polarisation interfaciale, dont les théories de Maxwell et de Maxwell-Wagner donnent une représentation approchée mais suffisante pour expliquer le comportement d’une association de matériaux de permittivités et de conductivités différentes.
Les mécanismes de courants de conduction seront traités dans un article spécifique.
le lecteur se reportera à l’article D 2 301 Diélectriques. Courants de conduction. Il pourra également consulter D 2 305 Diélectriques solides et charge d’espace et D 2 430 Conduction électrique dans les liquides.
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3. Courants de conduction et de déplacement dans un isolant
3.1 Loi d’Ohm
Le courant de conduction résulte du mouvement des charges qui se déplacent jusqu’aux armatures, sous l’action d’une différence de potentiel.
Soit un volume élémentaire du diélectrique dS d
, (figure 7) soumis à une différence de potentiel
; l’intensité du courant correspondant est :
et, en vertu de la loi d’Ohm, on a :
étant la conductivité du diélectrique et R la résistance. On obtient donc pour la densité de courant :
soit, en considérant le milieu comme isotrope :
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PLONUS (M.A.) - Applied electromagnetics - . 1978 McGraw-Hill.
-
(2) - ZAHN (M.) - Electromagnetic field theory - . 1979 Wiley.
-
(3) - FOURNET (G.) - Cours d’électromagnétisme - . 1980 Masson.
-
(4) - VASSALO (C.) - Électromagnétisme classique dans la matière - . 1980 Dunod.
-
(5) - DEBYE (P.) - Polar molecules - . 1947 Dover.
-
(6) - BÖTTCHER (C.J.) et BORDEWIJK (P.) - Theory of electric polarization. - Vol. 1 Dielectrics in Static Fields 1978. Vol. 2 Dielectrics in time dependent Fields 1978 2nd ed. Elsevier Publ. Co.
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(7) - COELHO (R.) et ALADENIZE...
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