1 дәріс Дәріс тақырыбы: Негізгі түсініктемелер. Диэлектрикті материалдардағы физикалық процестер
жүктеу/скачать 1,33 Mb.
|
Дәрістер
- Бұл бет үшін навигация:
- 2 дәріс
| Заттардың магнитті қасиеттері бойынша классификациясы. Материалдар магнитті қасиеттері бойынша әлсіз магнитті (диамагнетиктер және парамагнетиктер) және күшті магнитті (ферромагнетиктер және ферримагнетиктер) болып бөлінеді. Диамагнетиктер болып, мәні сыртқы магнитті өрістің кернеуінен тәуелсіз магнитті өтімділігі r<1 болатын заттарды айтады. Оларға: сутегі, инертті газдар, органикалық қоспалардың көбісі, тасты тұз және кейбір металдар (мыс, цинк, күміс, алтын, сынап), сондай-ақ висмут, галлий, сурьма. Парамагнетиктерге магниттік өтімділігі r >1 және де сыртқы магнитті өріс кернеуінен тәуелсіз болатын заттар жатады. Оларға: оттегі, азот оксиді, темір, кобальт, никель және жерде сирек кездесетін элементтер тұзы, щелочты металдар, алюминий және платина жатады. Диамагнетиктер мен парамагнетиктер 1 жуық магнит өтімділікке ие, және магнит қасиеттері бойынша техникада шектелген қолданыс тапты. Күшті магнитті материалдарда магнитті өтімділік r>>1 болады және магнитті өрістің кернеулігінен тәуелді. Оларға: темңр, никель, кобальт және олардың балқымалары, хром мен марганц балқымалары, әртүрлі құрамды гадолиний және ферриттер жатады.
Электр өрісіндегі диэлектрик. Электр кернеуі әсер еткен кезде пайда болатын кезкелген диэлектрикке тән процес болып, - байланысқан зарядтардың шектелген ығысуы немесе диполды молекулалардың ориентациясы болатын - поляризация саналады. Диэлектриктердің поляризациясымен шартталатын құбылыстар жайлы, диэлектриктің өтімділігі мәні бойынша айтуға болады, сондай-ақ, егер диэлектриктің поляризациясы диэлектриктің қызуын болдыратын энергияның таралуымен ілесе жүретін болса, диэлектрикті шығын бұрышы мәні бойынша да айтуға болады. Электр кернеуінің әсері бойынша диэлектрик қабаты және оның беті арқылы өтетін кіші өту тоғын шарттайтын техникалық диэлектриктің қызуына оның құрамындағы аз ғана еркін зарядтар қатысу мүмкін. Тесу тоғының болуы, техникалық диэлектриктің электрөткізгіштік құбылысымен түсіндіріледі, ол сан бойынша сәйкес келетін меншікті көлемді және беттік электр кедергілер мәніне кері болатын меншікті көлемді және беттік электр өткізгіш мәндерімен сипатталады. Кезкелген диэлектрик, арнайы жағдайларға тән шектік мәндерден аспйтын кернеулер кезінде қолданылуы мүмкін. Осы шектік мәндерден жоғары кернеулер кезінде диэлектриктің тесілуі басталады – оларда электрооқшаулама қасиеттері жоғалады. Диэлектриктің тесілуі болатын кернеу мәні, тесу кернеуі деп аталады, ал сәйкес келетін сыртқы біртекті электр өрісінің кернеулік мәні – диэлектриктің электрлі беріктілігі деп аталады. №2 дәріс Дәріс тақырыбы: Диэлектрикті материалдардағы физикалық процестер. Диэлектриктердің поляризациясы және диэлектрикті өтімділік. Электр өрісі әсерімен диэлектриктің байланысқан электронды зарядтары оларға әсер ететін күш бағытына қарай жылжиды, және ол күш көп болған сайын, өріс кернеулігі жоғары болады. Электр өрісін алып тастаған кезде зарядтар бастапқы жағдайына қайтады. Полярды диэлектриктер құрамындағы диполды молкулалар электр өрісі әсерімен сондай-ақ өріс бағытына қарай диполдардың ориентациясын тудырады; өрістің болмағаны кезде диполдар жылу қозғалысы салдарыннан дезориентацияланады. Диэлектриктердің көбісі диэлектрикте тудырылған электр өрісінің кернеулігінен электрлік орынауысу тәуелділігі сызықтық сипатпен болатыны ерекшеленеді. Бірақ сегнетаэлектриктер деп аталатын диэлектриктер тобында мұндай тәуелділік сызықты болмайды, яғни орынауысу сипаты өрістің кернеулігі бойында біркелкі болмайды. Әрбір диэлектрикті электрлік тізбекке қосылған электроды бар конденсатор ретінде қарастыруға болады, сонда конденсатордың заряды: (1) мұндағы С – конденсатор сиымдылығы, U – берілген кернеу. Электр энергиясының мөлшері екі құраушыдан тұрады. 0 - электродтардағы заряд, егер оларды вакуум бөліп тұрса және д – бұл заттың полярлануынан туылған заряд. Берілген кернеудің берілген мәні кезінде Q заряды Qo зарядынан тұрады, ол заряд электродта оларды бір бірінен вакуум бөлген жағдайнда ғана болады, және Qд зарядынан тұрады, ол заряд факт жүзінде электродтарды бөлетін диэлектриктің поляризациясымен шартталады: (2) Диэлектриктің маңызды сипаттамаларының бірі болып оның қатынасты диэлектрикті өтімділігі саналады. Өзіменен бұл шама берілген диэлектриктен тұратын конденсаторда алынған Q зарядының Qo зарядына қатыгнасын көрсетеді, оны сол шамалы конденсаторда және дәл сондай кернеу кезінде электродтар арасында вакуум болған жағдайда алуға болады: (3) Осыдан алатынымыз, кезкелген заттың қатынасты диэлектрикті өтімділігі тек вакуум болған жағдайда ғана бірден үлкен немесе бірге тең. Кезкелген заттың қатынасты диэлектрикті өтімділігі бірліктер жүйесін таңдаудан тәуелсіз. Диэлектриктің сапасын сипаттау үшін дәл осы шама қолданылады. 1 қатынас келесі түрде келтірілуі мүмкін: , (4) мұндағы Со – егер де вакуум бөліп тұратын болса, конденсатордағы сиымдылық. а) б) 3– сурет. Электр өрісіндегі (а) поляризацияның әртүрлі механизмдері бар күрделі құрамды диэлектрик және оның эквивалентті схемасы. 4 формуладан, заттың диэлектрикті өтімділігін берілген диэлектрикті конденсатор сиымдылығының, диэлектриктері вакуум болатын өлшемдері дәл сондай болатын конденсатор сиымдылығына қатынасымен анықтауға болатындығын көруге болады. Диэлектриктердің поляризациялануының негізгі түрлері. Диэлектриктердің поляризациялануының негізгі екі түрі бар: 1) Электр өрісі әсерімен болатын поляризация лездік, жеткілікті серпімді, энергияның таралуынсыз, яғни жылу бөлінбейтін болады; 2) Диэлектрикте энегрияның таралуы бақыланатын және біртіндеп өсетін және кемитін, лезде орындалмайтын, яғни диэлектриктің қызуын тудыратын – поляризация. Поляризацияның мұндай түрін релаксациялық поляризация деп атайды. Полярланудың бірінші түріне электронды және ионды полярлану жатады, басқа механизмдер релаксациялық полярлануға жатады. Диэлектриктегі бар конденсатордың сыймдылығының шамасымен онда жинақталған электрлік заряд, әртүрлі полярлану механизмдеррінің қосындысынан тұрады. Әртүрлі поляризациялар әртқандай диэлектриктерде бақылануы мүмкін, сондай-ақ біркезде бір материалда әртүрлі поляризация болуы мүмкін. жүктеу/скачать 1,33 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|