Definiție. Ce înseamnă dielectric?

Un material dielectric este un tip de izolator care devine polarizat atunci când intră în contact cu un câmp electric. Poate menține cu ușurință un câmp electrostatic chiar dacă nu este conductor de electricitate. Astfel de materiale sunt folosite în multe locuri, cum ar fi în condensatoare și stații radio și pentru liniile de transmisie cu frecvență radio. Poate fi folosit și pentru a stoca energie dacă este configurat corect. Majoritatea acestor materiale sunt de natură solidă, dar unele lichide și gaze au și proprietăți dielectrice.

Un exemplu de astfel de gaz este aerul uscat, iar exemplele de dielectrici solizi includ mica, ceramica, materialele plastice si sticla. Apa distilată este un lichid dielectric. Deoarece materialele dielectrice nu sunt conductoare, sarcinile electrice nu circulă normal prin ele atunci când sunt în contact cu un câmp electric. Acuzațiile nu curg de fapt, ci se deplasează ușor din poziția lor inițială. Aceasta duce la polarizare dielectrică. Acest lucru face ca sarcina pozitivă din material să meargă în direcția câmpului electric, iar sarcinile negative să meargă în direcția opusă.

De ce testați pantofii dielectrici

În acest fel, câmp electric este creat în materialul însuși și reduce câmpul general al materialului. Dacă moleculele unui material sunt slab legate, atunci chiar se rearanjează pe baza axelor lor de simetrie. O altă proprietate importantă a materialelor dielectrice este aceea că nu pierd energie sub formă de căldură prin menținerea unui câmp electrostatic. Această proprietate se manifestă în unele materiale, ceea ce vă permite să creați condensatori cu drepturi depline.

Materialele adaptabile la viteza fulgerului își schimbă proprietățile atunci când se aplică câmpuri electrice sau magnetice. Aceste efecte pot fi folosite pentru a proiecta cuplaje inteligente, instrumente de prindere, garnituri și senzori. La Târgul de la Hanovra. Tehnologia structurală adaptivă este văzută ca tehnologia cheie pentru sistemele mecatronice cu sisteme de materiale active, care poate fi modificată și ajustată în funcție de condițiile de aplicare. Fluidele magnetoreologice formează, de exemplu, într-o suspensie de ulei lichid sau de poliglicol, atunci când este pornit un câmp magnetic, lanțuri lungi de dipoli mici de dimensiuni micrometrice de particule sferice de fier.

Aceasta duce la un corp semi-solid, care, în funcție de forță camp magnetic reproduce reproductibilitatea consistenței sale. În acest fel, pot fi atinse tensiuni de forfecare de până la o mie de ori mai mari. stare normală. Folosite la amortizoare și amortizoare, fluidele magnetoreologice reduc zgomotul și vibrațiile din vehicule. Cuplajele adaptive sunt potrivite pentru construcția de mașini și instalații. Lichidul se solidifică și leagă cei doi arbori împreună. Dezactivat prin oprirea câmpului magnetic.

Cum să folosiți boții

Astfel, pernele înglobează obiectele de capturat. Dacă se întâmplă de ambele părți, oua crude, ochelarii și semifabricatele pot fi transportate fără a schimba unelte. Prin urmare, această metodă este potrivită în special pentru producția de serie mici și prototipuri.

Pe lângă lichide, există și elastomeri reglabili magnetic. Aici filmul se extinde sub acțiunea unui câmp magnetic. Acesta poate fi folosit ca material de etanșare inteligent - sau într-o supapă nouă: pe măsură ce filmul se extinde continuu într-un câmp magnetic, spațiul inelului se modifică, permițând mișcări mai complexe și mai sensibile decât supapele convenționale.

Un alt domeniu de cercetare în regiunea Würzburg este actuatoarele din elastomer dielectric. Acestea constau din filme elastomerice foarte subțiri, foarte flexibile și foarte extensibile, pe care sunt depuși electrozi de sus și de jos. Dacă se aplică o tensiune între cei doi electrozi, electrozii ajung electrostatic electrolitic în folie, devenind mai subțiri și mai lați.

Laboratorul companiei noastre

Fizic vorbind, presiunea electrostatică a lui Maxwell acționează, adică. relație proporțională între pătratul intensității câmpului electric și solicitarea mecanică. În acest fel, pot fi generate mișcări relativ puternice și mișcări rapide de până la 100 Hz.

Actuatoarele din polimer ar putea înlocui tehnologia de acționare

Limitat de amplitudini mici se poate realiza mult mai mult frecvente inalte. Pliabil, o astfel de unitate se extinde în direcția axială a stivei. Filmul individual poate transmite doar forțe mici. Scopul este de a construi un actuator liniar care funcționează la o densitate mare de energie foarte rapid și, spre deosebire de actuatoarele electromagnetice, nu necesită elemente din pământuri rare.

În schimb, senzorii capacitivi flexibili pot fi realizați folosind aceeași abordare a materialelor care poate măsura forțele, presiunile sau deformațiile. În acest fel, se obține un senzor de deformare simplu care poate măsura stările de deformare.

Aplicațiile adaptive oferă un potențial mare pentru energie eoliană sau hidroenergetică

Sensibilitatea este ajustată în funcție de compoziția materialului. O combinație de materiale diferite poate fi, de asemenea, utilizată pentru a crea o sursă de energie care extrage energie din vibrațiile mașinilor, instalațiilor sau altor componente și generează electricitate. „În aceste aplicații, vedem un potențial mare pentru generatoarele care folosesc energie eoliană sau hidroenergetică”, a explicat Böse.

Reguli de funcționare a bărcilor dielectrice

Roboții moi fac multe lucruri bine, dar nu sunt tocmai cunoscuți pentru viteza lor. Mușchii artificiali care se mișcă în roboții moi numiți actuatori tind să se bazeze pe sisteme hidraulice sau pneumatice, dar răspund lent și greu de depozitat.

Elastomerii dielectrici, materiale moi cu proprietăți izolante bune, pot oferi o alternativă la actuatoarele pneumatice, dar în prezent necesită circuite complexe și ineficiente pentru a furniza tensiune înaltă, precum și componente rigide pentru a le menține forma.

„Credem că acesta ar putea fi Sfântul Graal al roboticii soft”, a spus Mishu Duduta, doctorand și primul autor al lucrării. Electricitatea este ușor de stocat și livrat, dar totuși câmpuri electrice necesare pentru acționările de putere în roboții moi erau prea mari. Această cercetare rezolvă multe probleme în controlul fără probleme prin reducerea tensiunii de unitate și creșterea densității de energie, eliminând în același timp componentele dure.

Duduta este coautor al lucrării împreună cu Robert Wood, profesor de inginerie și științe aplicate Charles Reeve, și David Clark, profesor de familie Tarra Materials. Proprietățile suplimentare ale acestor două materiale au permis noului dispozitiv să depășească actuatoarele standard din elastomer dielectric.

Majoritatea elastomerilor dielectrici au o gamă limitată de mișcare și trebuie să fie preîntinși și atașați de un cadru rigid. Este o bandă lipicioasă cu două fețe, astfel încât acestea să se lipească bine unul de celălalt și de electrozi. Pentru electrozi, echipamentul a înlocuit grăsimea de carbon, care este folosită în mod obișnuit ca electrod în elastomeri dielectrici, cu un strat de nanotuburi subțiri de carbon. Nanotuburile nu măresc rigiditatea elastomerului și nici nu scad densitatea de energie, ceea ce înseamnă că elastomerul se poate întinde și oferă o rezistență semnificativă.

Echipa a fabricat un elastomer peste altul, creând un sandwich de elastomer, electrod, elastomer, electrod și așa mai departe. În acest fel, fiecare electrod primește o dublă utilizare, capabil să alimenteze elastomerul în sus și în jos. „Tensiunea necesară pentru a antrena elastomerii dielectrici este direct legată de grosimea materialului, așa că trebuie să facă elastomerul dielectric cât mai subțire posibil”, a spus Duduta. Dar elastomerii foarte subțiri sunt fragili și nu pot aduce rezistență.

Elastomerul multistrat este mult mai fiabil și poate oferi o forță semnificativă. Importanța acestei lucrări constă în faptul că combinația de materiale și procesare ne permite să depășim două dintre limitările tehnice existente ale elastomerilor dielectrici - nevoia de tensiune înaltăși pre-stretch, spuse Clarke.

Caracteristicile pantofilor dielectrici

Acest tip de actuator poate fi utilizat în orice, de la dispozitive portabile până la prinderi moi, instrumente chirurgicale laparoscopice, roboți complet moi sau mușchi robotici artificiali mai complexi. Actoria este una dintre cele mai dificile probleme în robotică, a spus Wood. Marea majoritate a roboților moderni se bazează pe motoare rotative electromagnetice convenționale. În cazurile în care nu putem folosi acest tip de motor, cum ar fi roboții moi, există mai multe alternative pentru o acționare de înaltă performanță.