Что такое проводник и диэлектрик? Диэлектрические свойства древесины пьезоэлектрические модули древесины.

Величина, показывающая, во сколько раз увеличивается емкость конденсатора, если воздушную прослойку между пластинами заменить такой же толщины прокладкой из данного материала, называется диэлектрической проницаемостью этого материала. Диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая постоянная) для некоторых материалов приведена в табл. 26.

Таблица 26. Диэлектрическая проницаемость некоторых материалов.

Данные для древесины показывают заметное различие между диэлектрической проницаемостью вдоль и поперек волокон; в то же время диэлектрическая проницаемость поперек волокон в радиальном и тангенциальном направлении различается мало. Диэлектрическая проницаемость в поле высокой частоты зависит от частоты тока и влажности древесины. С увеличением частоты тока диэлектрическая проницаемость древесины бука вдоль волокон при влажности от 0 до 12% уменьшается, что особенно заметно для влажности 12% (рис. 45). С увеличением влажности древесины бука диэлектрическая проницаемость вдоль волокон увеличивается, что особенно заметно при меньшей частоте тока.

В поле высокой частоты древесина нагревается; причина нагрева - потери на джоулево тепло внутри диэлектрика, происходящие под влиянием переменного электромагнитного поля. На этот нагрев расходуется часть подводимой энергии, величина которой характеризуется тангенсом угла потерь.

Тангенс угла потерь зависит от направления поля в отношении волокон: вдоль волокон он примерно вдвое больше, чем поперек волокон. Поперек волокон в радиальном и тангенциальном направлении тангенс угла потерь мало различается. Тангенс угла диэлектрических потерь, как и диэлектрическая проницаемость, зависит от частоты тока и влажности древесины. Так, для абсолютно сухой древесины бука тангенс угла потерь вдоль волокон с увеличением частоты сначала увеличивается, достигает максимума при частоте 10 7 гц, после чего начинает снова снижаться. В то же время при влажности 12% тангенс угла потерь с увеличением частоты резко падает, достигает минимума при частоте 10 5 гц, затем так же резко увеличивается (рис. 46).

Таблица 27. Максимальная величина тангенса угла потерь для сухой древесины.

С увеличением влажности древесины бука тангенс угла потерь вдоль волокон резко растет при малой (3 х 10 2 гц) и большой (10 9 гц) частоте и почти не меняется при частоте 10 6 -10 7 гц (см. рис. 46).

Путем сравнительного исследования диэлектрических свойств древесины сосны и полученных из нее целлюлозы, лигнина и смолы было установлено, что эти свойства определяются в основном целлюлозой. Нагрев древесины в поле токов высокой частоты находит применение в процессах сушки, пропитки и склеивания.

Способность проводить электрический ток характеризует электрическое сопротивление древесины. В общем случае полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами, определяется как результирующее двух сопротивлений: объемного и поверхностного. Объемное сопротивление численно характеризует препятствие прохождению тока сквозь толщу образца, а поверхностное сопротивление определяет препятствие прохождению тока по поверхности образца. Показателями электрического сопротивления служат удельное объемное и поверхностное сопротивление. Первый из названных показателей имеет размерность ом на сантиметр (ом х см) и численно равен сопротивлению при прохождении тока через две противоположные грани кубика размером 1X1X1 см из данного материала (древесины). Второй показатель измеряется в омах и численно равен сопротивлению квадрата любого размера на поверхности образца древесины при подведении тока к электродам, ограничивающим две противоположные стороны этого квадрата. Электропроводность зависит от породы древесины и направления движения тока. В качестве иллюстрации порядка величии объемного и поверхностного сопротивления в табл. приведены некоторые данные.

сравнительные данные об удельном объемном и поверхностном сопротивлении древесины

Для характеристики электропроводности наибольшее значение имеет удельное объемное сопротивление. Сопротивление сильно зависит от влажности древесины. С повышением содержания влаги в древесине сопротивление уменьшается. Особенно резкое снижение сопротивления наблюдается при увеличении содержания связанной влаги от абсолютно сухого состояния до предела гигроскопичности. При этом удельное объемное сопротивление уменьшается в миллионы раз. Дальнейшее увеличение влажности вызывает падение сопротивления лишь в десятки раз. Это иллюстрируют данные табл.

удельное объемное сопротивление древесины в абсолютно сухом состоянии

влияние влажности на электрическое сопротивление древесины

Поверхностное сопротивление древесины также существенно снижается с увеличением влажности. Повышение температуры приводит к уменьшению объемного сопротивления древесины. Так, сопротивление древесины лжетсуги при повышении температуры с 22-23° до 44-45° С (примерно вдвое) падает в 2,5 раза, а древесины бука при повышении температуры с 20-21° до 50° С - в 3 раза. При отрицательных температурах объемное сопротивление древесины возрастает. Удельное объемное сопротивление вдоль волокон образцов березы влажностью 76% при температуре 0°С составило 1,2 х 10 7 ом см, а при охлаждении до температуры -24° С оно оказалось равным 1,02 х 10 8 ом см. Пропитка древесины минеральными антисептиками (например, хлористым цинком) уменьшает удельное сопротивление, в то время как пропитка креозотом мало отражается на электропроводности. Электропроводность древесины имеет практическое значение тогда, когда она применяется для столбов связи, мачт линий высоковольтных передач, рукояток электроинструментов и т. д. Кроме того, на зависимости электропроводности от влажности древесины основано устройство электрических влагомеров.

электрическая прочность древесины

Электрическая прочность имеет значение при оценке древесины как электро изолирующего материала и характеризуется пробивным напряжением в вольтах на 1 см толщины материала. Электрическая прочность древесины невысока и зависит от породы, влажности, температуры и направления. С увеличением влажности и температуры она снижается; вдоль волокон она значительно ниже, чем поперек. Данные об электрической прочности древесины вдоль и поперек волокон приведены в табл.

электрическая прочность древесины вдоль и поперек волокон

При влажности древесины сосны 10% получено следующую электрическую прочность в киловольтах на 1 см толщины: вдоль волокон 16,8; в радиальном направлении 59,1; в тангенциальном направлении 77,3 (определение производилось на образцах толщиной 3 мм). Как видим, электрическая прочность древесины вдоль волокон примерно в 3,5 раза меньше, чем поперек волокон; в радиальном направлении прочность меньше, чем в тангенциальном, так как сердцевинные лучи уменьшают пробивное напряжение. Повышение влажности с 8 до 15% (вдвое) снижает электрическую прочность поперек волокон примерно в 3 раза (в среднем для бука, березы и ольхи).

Электрическая прочность (в киловольтах на 1 см толщины) .других материалов следующая: слюды 1500, стекла 300, бакелита 200, парафина 150, трансформаторного масла 100, фарфора 100. С целью повышения электрической прочности древесины и снижения электропроводности при использовании в электропромышленности в качестве изолятора ее пропитывают олифой, трансформаторным маслом, парафином, искусственными смолами; эффективность такой пропитки видна из следующих данных о древесине березы: пропитка олифой увеличивает пробивное напряжение вдоль волокон на 30%, трансформаторным маслом - на 80%, парафином - почти вдвое по сравнению с пробивным напряжением для воздушно-сухой не пропитанной древесины.

диэлектрические свойства древесины

Величина, показывающая, во сколько раз увеличивается емкость конденсатора, если воздушную прослойку между пластинами заменить такой же толщины прокладкой из данного материала, называется диэлектрической проницаемостью этого материала. Диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая постоянная) для некоторых материалов приведена в табл.

диэлектрическая проницаемость некоторых материалов

Данные для древесины показывают заметное различие между диэлектрической проницаемостью вдоль и поперек волокон; в то же время диэлектрическая проницаемость поперек волокон в радиальном и тангенциальном направлении различается мало. Диэлектрическая проницаемость в поле высокой частоты зависит от частоты тока и влажности древесины. С увеличением частоты тока диэлектрическая проницаемость древесины бука вдоль волокон при влажности от 0 до 12% уменьшается, что особенно заметно для влажности 12%. С увеличением влажности древесины бука диэлектрическая проницаемость вдоль волокон увеличивается, что особенно заметно при меньшей частоте тока.

В поле высокой частоты древесина нагревается; причина нагрева - потери на джоулево тепло внутри диэлектрика, происходящие под влиянием переменного электромагнитного поля. На этот нагрев расходуется часть подводимой энергии, величина которой характеризуется тангенсом угла потерь.

Тангенс угла потерь зависит от направления поля в отношении волокон: вдоль волокон он примерно вдвое больше, чем поперек волокон. Поперек волокон в радиальном и тангенциальном направлении тангенс угла потерь мало различается. Тангенс угла диэлектрических потерь, как и диэлектрическая проницаемость, зависит от частоты тока и влажности древесины. Так, для абсолютно сухой древесины бука тангенс угла потерь вдоль волокон с увеличением частоты сначала увеличивается, достигает максимума при частоте 10 7 гц, после чего начинает снова снижаться. В то же время при влажности 12% тангенс угла потерь с увеличением частоты резко падает, достигает минимума при частоте 10 5 гц, затем так же резко увеличивается.

максимальная величина тангенса угла потерь для сухой древесины

С увеличением влажности древесины бука тангенс угла потерь вдоль волокон резко растет при малой (3 х 10 2 гц) и большой (10 9 гц) частоте и почти не меняется при частоте 10 6 -10 7 гц.

Путем сравнительного исследования диэлектрических свойств древесины сосны и полученных из нее целлюлозы, лигнина и смолы было установлено, что эти свойства определяются в основном целлюлозой. Нагрев древесины в поле токов высокой частоты находит применение в процессах сушки, пропитки и склеивания.

пьезоэлектрические свойства древесины

На поверхности некоторых диэлектриков под действием механических напряжений появляются электрические заряды. Это явление, связанное с поляризацией диэлектрика, носит название прямого пьезоэлектрического эффекта. Пьезоэлектрические свойства были вначале обнаружены у кристаллов кварца, турмалина, сегнетовой соли и др. Эти материалы обладают также обратным пьезоэлектрическим эффектом, заключающимся в том, что размеры их изменяются под действием электрического поля. Пластинки из этих кристаллов находят широкое применение в качестве излучателей и приемников в ультразвуковой технике.

Эти явления обнаруживаются не только у монокристаллов, но и у целого ряда других анизотропных твердых материалов, названных пьезоэлектрическими текстурами. Пьезоэлектрические свойства были обнаружены также в древесине. Было установлено, что основной носитель пьезоэлектрических свойств в древесине - ее ориентированный компонент - целлюлоза. Интенсивность поляризации древесины пропорциональна величине механических напряжений от приложенных внешних усилий; коэффициент пропорциональности называется пьезоэлектрическим модулем. Количественное изучение пьезоэлектрического эффекта, таким образом, сводится к определению значений пьезоэлектрических модулей. В связи с анизотропией механических и пьезоэлектрических свойств древесины указанные показатели зависят от направления механических усилий и вектора поляризации.

Наибольший пьезоэлектрический эффект наблюдается при сжимающей и растягивающей нагрузках под углом 45° к волокнам. Механические напряжения, направленные строго вдоль или поперек волокон, не вызывают в древесине пьезоэлектрического эффекта. В табл. приведены значения пьезоэлектрических модулей для некоторых пород. Максимальный пьезоэлектрический эффект наблюдается в сухой древесине, с увеличением влажности он уменьшается, а затем и совсем исчезает. Так, уже при влажности 6-8% величина пьезоэлектрического эффекта очень мала. С повышением температуры до 100° С величина пьезоэлектрического модуля увеличивается. При малой упругой деформации (высоком модуле упругости) древесины пьезоэлектрический модуль уменьшается. Пьезоэлектрический модуль зависит также от ряда других факторов; однако наибольшее влияние на его величину оказывает ориентация целлюлозной составляющей древесины.

пьезоэлектрические модули древесины

Открытое явление позволяет глубже изучить тонкую структуру древесины. Показатели пьезоэлектрического эффекта могут служить количественными характеристиками ориентации целлюлозы и поэтому очень важны для изучения анизотропии натуральной древесины и новых древесных материалов с заданными в определенных направлениях свойствами.

дерево является проводником или диэлектриком?? и получил лучший ответ

Ответ от Лена маликова[активный]
диэлектриком. но только сухое.

Ответ от 2 ответа [гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: дерево является проводником или диэлектриком??

Ответ от Андрей Рыжов [гуру]
диэлектриком

Ответ от Www [новичек]
диэлектрик

Ответ от White Rabbit [гуру]
Сухое - диэлектрик.
Живое - хоть и плохой, но проводник, причём - ионный (соки - электролит)

Ответ от ььььььььь [гуру]
смотря сколько лет дереву

Ответ от Алексей [эксперт]
Сухое-диэлектрик.

Ответ от Ёадовник [гуру]
Электропроводность древесины в основном зависит от ее влажности, породы, направления волокон и температуры. Древесина в сухом состоянии не проводит электрический ток, т. е. является диэлектриком, что позволяет применять ее в качестве изоляционного материала.
Например, бумага, пропитанная чем-то используется в конденсаторах и трансформаторах.
Сам часто вставляю предохранитель при помощи тетрадного листа.
Но сухим дерево никогда не бывает.
Как сейчас помню, как меня шарахнуло током, когда взял сухую отвертку с деревянной ручкой и полез в выключатель.
А правильнее спросить сопротивление дерева.
Молния чаще ударяет в деревья с глубоко проникающими в почву корнями. Почему?
Деревья с корнями, проникающими в глубокие водоносные слои почвы, лучше соединены с землей и поэтому на них под влиянием наэлектризованных облаков накапливаются притекающие из земли значительные заряды электричества, имеющие знак, противоположный знаку заряда облаков.
Благодаря глубоко уходящим в почву корням дуб хорошо заземлен, поэтому он чаще поражается молнией.
Электрический ток проходит в основном между корой и древесиной сосны, то есть по тем местам, где концентрируется больше всего соков дерева, хорошо проводящих электричество.
Ствол смолистого дерева, например сосны, имеет значительно большее сопротивление, чем кора и подкорковый слой. Поэтому в сосне электрический ток молнии проходит преимущественно по наружным слоям, не проникая внутрь. Если же молния ударяет в лиственное дерево, то ток протекает внутри его. В древесине этих деревьев содержится много сока, который закипает под действием электрического тока. Образовавшиеся пары разрывают дерево.
Деревянная опора обеспечивает значительное изоляционное расстояние с точки зрения импульсных перенапряжений (грозоупорность) , может гасить силовую дугу перекрытия и обеспечивает высокое сопротивление цепи замыкания на землю. Эти свойства используются для снижения числа грозовых отключений ВЛ и обеспечения безопасности.
Импульсная прочность тела деревянной опоры более 200 кВ/м. Такое свойство крайне полезно в районах с высокой грозовой активностью. Удар молнии даже на значительном расстоянии от линии может индуцировать на ВЛ перенапряжения с амплитудой в сотни киловольт. Наличие деревянных опор исключает перекрытия изоляции и отключение линии в таких случаях.
Высокое сопротивление деревянных опор обеспечивает повышенную безопасность линий для людей при возникновении повреждения основной изоляции. Сопротивление тела опоры сильно зависит от увлажнения. Например, минимальное сопротивление влажной сосны составляет порядка 20 кОм/м, а сухой в среднем в 100 раз больше.
Высокое сопротивление древесины и высокое переходное сопротивление при прикосновении человека к опоре с поврежденной изоляцией ограничивают ток через человека значениями, не опасными для жизни (40–100 мА) .

Дерево (древесина) - изолятор: его электрическая проводимость при комнатной температуре очень низкая, особенно если дерево сухое. При нагревании древесина обугливается. Древесный уголь (графит с частично разупорядоченной решеткой) - проводник электрического тока: далеко не самый лучший, но проводник. На описанном принципе и основан наш эксперимент. Берем лампочку на 220 В, последовательно с ней включаем два электрода (гвозди, стальная проволока и т.п.), которые расположены параллельно на расстоянии порядка 1-2 см. Включаем это все в розетку. Лампа, разумеется, не горит, поскольку цепь разомкнута: электроды разделены сантиметром воздуха. Поместим сверху на электроды несколько спичек. Спички соединят электроды, но дерево - изолятор, поэтому лампа гореть не будет. Направим на лампу пламя газовой горелки. Дерево загорится и обуглится, уголь соединит два электрода, а поскольку уголь - проводник, то цепь замкнется и лампа загорится. Газовая горелка зажжет лампу.

На словах просто, однако, на практике все немного сложнее. Несколько нюансов.

1. Дерево нужно обуглить полностью.

Процесс обугливания дерева отличается, например, от разложения карбоната кальция (на оксид кальция и углекислый газ) тем, что термолиз дерева проходит множество стадий. Продукты промежуточных стадий нас не устраивают: карбонизация дерева должна быть полной. Признак этого: дерево прекращает гореть - пламя исчезает, дерево только тлеет (т.е. летучие горючие продукты термолиза больше не образуются).

2. В процессе нагрева спички могут изгибаться в пламени, в результате теряется контакт с электродами. Иногда помогает дальнейший нагрев: спички изгибаются до тех пор, пока снова не коснутся электрода. (Возможно, для улучшения контакта имеет значение и сам процесс нагрева). Нужно не перестараться и не сжечь уголь полностью.

В процессе обугливания спички нередко падают, поэтому перед опытом их нужно класть на электроды так, чтобы ни один конец не перевешивал другой (полезны петельки на электродах - см. ниже).

3. В некоторых случаях обугленную спичку можно поправить и прижать к электродам обычной спичкой - чтобы восстановить контакт. Электроды желательно делать с "петельками" на концах, и именно в петельки вставлять спички: это улучшает контакт.

4. В процессе опыта электроды покрываются окалиной и копотью. Между опытами желательно их счистить для улучшения контакта (по-видимому, это не обязательно).

5. В процессе опыта оголенные электроды находятся под напряжением 220 В. Экспериментатору много раз приходится проводить манипуляции с этими электродами: помещать на них спички, поправлять обугленные спички, демонстрировать мультиметром, что электроды под напряжением и т.д. Далеко не каждый опыт получается хорошо, поэтому рутинные процедуры нужно делать снова и снова. В результате легко забыть, что электроды под напряжением и случайно коснуться их.

В процессе опытов я коснулся электродов под напряжением дважды. Один раз - потными руками, стоя босыми ногами на линолеуме. Ладонь дернуло, я выронил плоскогубцы и проронил пару "культурных" слов. Второй раз вообще ничего не почувствовал. - Отделался легко.

Но если человек одновременно прикоснется к оголенным проводам и к заземленным предметам (труба водопровода, батарея центрального отопления и т.п.), результат может оказаться фатальным. Особенно плохо, если руки мокрые, т.к. электрическое сопротивление человеческого тела сосредоточено в основном в коже.

Итак, в цепи находится лампа на 220 В, последовательно с ней включены два электрода. Роль электродов в разных опытах играли гвозди, большие канцелярские скрепки и стальная проволока. Электроды расположены параллельно и на одном уровне (чтобы на них можно было сверху положить спички или кусочки дерева). Для доказательства, что цепь под напряжением соединяю электроды отверткой. Лампа ярко загорается. Убираю отвертку - лампа гаснет.

Помещаю на электроды несколько спичек, чтобы они их соединяли. Лампа не горит, поскольку дерево - изолятор. Направляю на спички пламя горелки, равномерно обугливаю их по всей длине. Когда от спичек остаются красные угольки, цепь замыкается, лампа загорается. В месте контакта спички с электродами часто вспыхивают синеватая электрическая дуга, сама спичка местами остается раскаленной докрасна. Это сопровождается характерным потрескиванием. Через несколько секунд или десятков секунд спичка сгорает, контакт теряется, лампа гаснет. Но часто контакт восстанавливается в новых местах, снова вспыхивает дуга, появляются искры и потрескивание. Лампа опять загорается: иногда ярко и почти равномерно, иногда тускло и с миганиями (в зависимости от того, насколько хороший контакт). При необходимости обугленные спички поправляют и прижимают к электродам с помощью несгоревшей спички. Если это не дает эффекта - направляют на обугленные спички пламя горелки.

По желанию в опыте можно использовать 3-4 спички или 1-2.

Электропроводность . Способность древесины проводить электрический ток находится в обратной зависимости от ее электрического сопротивления.

Полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами, определяется как результирующее двух сопротивлений: объемного и поверхностного. Наибольшее значение для характеристики электропроводности материала имеет первый вид сопротивления, показателем которого служит удельное объемное сопротивление имеющее размерность Ом · см и численно равное сопротивлению при прохождении тока через две противоположные грани кубика размерами 1x1x1 см изданного материала (древесины).

Древесина относится к диэлектрикам (10 8 -10 17 Ом·см). Для нее применимы методы измерения сопротивлений твердых диэлектриков при постоянных напряжениях. С учетом специфики древесины эти методы использованы ЦНИИМОД при разработке ГОСТ 18408-73.

У разных пород электропроводность различная, но при этом у всех пород вдоль волокон она в несколько раз больше, чем поперек волокон.

С повышением влажности древесины сопротивление уменьшается. Особенно резкое снижение сопротивления (в десятки миллионов раз) наблюдается при увеличении содержания связанной воды, т. е. при переходе от абсолютно сухого состояния древесины до предела насыщения клеточных стенок W п. н. . Дальнейшее увеличение влажности вызывает падение сопротивления лишь в десятки или сотни раз. Этим объясняется снижение точности определения влажности электровлагомерами в области выше W п. н. .

Повышение температуры древесины приводит к уменьшению ее объемного сопротивления. В среднем принято считать, что повышение температуры древесины на каждые 12 °С вызывает снижение сопротивления примерно вдвое.

Электропроводность древесины учитывается в тех случаях, когда древесину применяют для столбов связи, мачт линий высоковольтных передач, рукояток электроинструментов и т. д.

Электрическая прочность . Так называется способность древесины противостоять пробою, т. е. снижению сопротивления при больших напряжениях. Для определения электрической прочности древесины при переменном напряжении частотой 50 Гц в ЦНИИМОДе был разработан ГОСТ 18407-73. Показателем электрической прочности служит Е пр - отношение пробивного напряжения к толщине материала, кВ/мм.

Электрическая прочность абсолютно сухой древесины вдоль волокон составляет 1,3-1,5 кВ/мм, что в 4-7 раз меньше, чем поперек волокон. С повышением влажности электрическая прочность заметно снижается. По данным БелТИ, прочность снижается в 2 раза при изменении влажности с 10 до 14 %. Электрическая прочность древесины по сравнению с другими твердыми изоляционными материалами невелика (у стекла Е пр = 30, у полиэтилена - 40 кВ/мм). Для повышения электрической прочности древесину пропитывают парафином, олифой, искусственными смолами и другими веществами.

Диэлектрические свойства . Находящаяся в переменном электрическом поле древесина проявляет свои диэлектрические свойства, которые характеризуются двумя показателями. Первый из них - относительная диэлектрическая проницаемость ε - численно равен отношению емкости конденсатора с прокладкой из древесины к емкости конденсатора с воздушным зазором между электродами. Второй показатель - тангенс угла диэлектрических потерь tg δ - определяет долю подведенной мощности, которая поглощается древесиной и превращается в теплоту.

Диэлектрическая проницаемость абсолютно сухой древесины с увеличением плотности возрастает. Так, у древесины бальзы (ρ 0 = 130 кг/м 3) диэлектрическая проницаемость поперек волокон в диапазоне частот 10-10 11 Гц составляет в среднем 1,3, а у граба (ρ 0 = 800 кг/м 3) - 2,6. Проницаемость вдоль волокон больше в среднем в 1,4 раза. С повышением влажности древесины е увеличивается, так как для воды величина этого показателя в диапазоне частот 10-10 11 Гц составляет 81-7,5. По данным Г. И. Торговникова, при влажности 10% и температуре 20 °С для древесины плотностью ρ 0 = 500 кг/м 3 на частоте 10 4 Гц равна 4,2, на частоте 10 10 Гц - 2,0, а при влажности 60% - соответственно равна 65 и 6,6. Увеличение температуры от -40 до 100 °С для абсолютно сухой древесины приводит к незначительному увеличению (примерно в 1,3 раза). Повышение температуры влажной древесины приводит к более существенному увеличению.

Тангенс угла диэлектрических потерь также зависит от плотности древесины. Поперек волокон tg δ при плотности ρ 0 = 500 кг/м 3 и комнатной температуре в диапазоне частот 10-10 5 Гц составляет 0,005-0,007, а при плотности ρ 0 = 800 кг/м 3 этот показатель равен 0,007-0,025. Вдоль волокон tg δ выше, чем поперек волокон, в среднем в 1,7 раза. С повышением влажности tg δ увеличивается. Зависимости этого показателя от частоты имеют сложный характер. Так, для древесины с плотностью ρ 0 = 500 кг/м 3 при температуре 20 °С и влажности 80 % значение tg δ при частоте 10 3 Гц достигает 74, при частоте 10 8 Гц снижается до 0,2, а в области сверхвысоких частот (10 10 Гц) возрастает до 0,34. Повышение температуры абсолютно сухой древесины вызывает снижение tg δ, но в области СВЧ этот показатель возрастает. У влажной древесины (W=25 %) нагревание приводит к существенному возрастанию tg δ, но в области СВЧ он меняется незначительно.

При диэлектрическом нагревании температура повышается одновременно по всему объему древесины. Такой способ нагревания находит практическое применение в процессах сушки, склеивания и пропитки древесины. Нагревание в поле СВЧ можно использовать для сушки древесины, для поверхностного оттаивания бревен перед окоркой и распиловкой.

Пьезоэлектрические свойства . На поверхности анизотропных пластинок из кристаллов (кварц, турмалин, сегнетовая соль) при растяжении или сжатии появляются электрические заряды: положительный на одной стороне и отрицательный на другой. Электрические заряды возникают под действием механических усилий, давления, поэтому это явление называется прямым пьезоэлектрическим эффектом (слово «пьезо» означает давление). Указанные материалы обладают и обратным пьезоэлектрическим эффектом - их размеры изменяются под действием электрического поля. Пластинки из этих кристаллов находят широкое применение в качестве излучателей и приемников в ультразвуковой технике.

Исследования В. А. Баженова показали, что такими свойствами обладает и древесина, содержащая ориентированный компонент - целлюлозу. Наибольший пьезоэлектрический эффект наблюдается при приложении сжимающей и растягивающей нагрузки под углом 45° к волокнам. Нагрузки, направленные строго вдоль или поперек волокон, этого эффекта не вызывают. Особенно заметно пьезоэлектрический эффект проявляется в сухой древесине, с увеличением влажности он уменьшается и уже при влажности 6-8 % почти совсем исчезает. С повышением температуры до 100 °С эффект увеличивается. Чем выше модуль упругости древесины, тем меньше у нее пьезоэлектрический эффект.

Данное явление позволяет глубже изучить тонкую структуру древесины, характеризовать степень анизотропности натуральной древесины и новых древесных материалов. Оно используется при разработке неразрушающих методов контроля качества древесины.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .