Білім беру бағдарламасы: В07101 Электр энергетикасы Орындаған: Айпбаев Азамат Нұсқа: Тобы: ээк19 -2 Тексерген: Курпенов Б
Описать и представить графически электропроводность твердых диэлектриков
жүктеу/скачать 436,89 Kb.
|
| 11. Описать и представить графически электропроводность твердых диэлектриков.
Все диэлектрики обладают небольшой электропроводностью. В отличие от проводников у диэлектриков наблюдается изменение тока во времени (рис. 5-9) за счет уменьшения тока поглощения. Последнее обусловлено наличием релаксационной поляризации в диэлектрике. Некоторое время под действием постоянного тока в диэлектрике устанавливается только проводящий ток. Величина последней определяет проводимость диэлектрика. В газообразных диэлектриках (воздух, азот, водород и др.) ток проводимости зависит от направленного движения положительно и отрицательно заряженных ионов, и электронов.3). В жидких диэлектриках ток проводимости создается ионами и электрически заряженными коллоидными частицами (молионами). Источником ионов являются различные примеси в диэлектрике: вода, органические кислоты и др. В полярных электроизоляционных жидкостях молекулы жидкого диэлектрика могут распадаться на ионы. Электропроводность полярных изоляционных жидкостей всегда намного выше, чем электропроводность нейтральных жидких диэлектриков. Молионная или электрофоретическая (электрофорезная) электропроводность наблюдается и у электроизоляционных технических жидкостей. При этом ток проводимости зависит от направленного движения электрически заряженных коллоидных частиц различных примесей: воды, смолистых веществ и др. Коллоидные частицы различных загрязняющих веществ движутся в электроизолирующей жидкости под действием электрического поля. По мере повышения температуры жидкого диэлектрика его вязкость уменьшается и облегчается направленное движение ионов и молионов. Электропроводность жидких диэлектриков увеличивается (рис. 5-10) по экспоненциальному закону где j0 и А — постоянные величины, зависящие от состава жидкого диэлектрика; Т-абсолютная температура. Изменение проводимости при увеличении напряжения, приложенного к жидкому диэлектрику (рис. 5-11), примерно такое же, как и для газообразных диэлектриков. Зона насыщения хорошо видна в тщательно очищенных электроизоляционных жидкостях. Снижение электропроводности жидких диэлектриков достигается их тщательной очисткой (фильтрация, сушка, обработка адсорбентами и др.). В твердых диэлектриках электропроводность состоит из ионной и электронной проводимостей, а электропроводность обычно наблюдается в сильных электрических полях. Ток проводимости в твердых диэлектриках зависит от направленного движения примесных ионов и диэлектрических ионов. Диэлектрики с атомарной и молекулярной решеточной проводимостью основаны только на ионах различных примесей. Такие диэлектрики (парафин, полиэтилен, политетрафторэтилен и др.) обладают очень низкой электропроводностью, а эти материалы имеют большие значения объемного и поверхностного сопротивления: Высокополимерные аморфные диэлектрики, такие как полистирол, полипропилен, имеют одинаковое большое сопротивление из-за того, что ток проводимости в основном зависит от ионов примесей. Ионная проводимость твердого диэлектрика со временем уменьшается за счет уменьшения ионов примесей, нейтрализующих его заряды при достижении электродов. В ионных кристаллических диэлектриках (слюда и т. д.) ток проводимости образует не только ионы примесей, но и ионы кристаллической решетки. Последние могут разрываться от мест, где электрическое поле слабо закреплено (между узлами), а также от узлов кристаллической решетки при воздействии на нее электрического поля и высоких температур. В аморфных диэлектриках (неорганических стеклах) ионная электропроводность зависит от электролиза различных оксидов, входящих в состав стекол. Электропроводность стекол значительно возрастает при наличии в них окислов моновалентных металлов (Na20; K2O и др.). Введение двухвалентных оксидов металлов (ВаО; САО и др.) приводит к снижению электропроводности в стеклах. Проницаемость стекол и других твердых диэлектриков свидетельствует о значительной зависимости от температуры: где А и В — постоянные в зависимости от состава и структуры твердого диэлектрика; для твердых диэлектриков величина В находится в пределах 10 000-22 000; Т-абсолютная температура, к. Проводимость твердых кристаллических диэлектриков с ионной связью хорошо описывается двухрядной формулой Первый член этой формулы исчезает при низкой температуре, а второй исчезает при высокой температуре! В ионных кристаллических диэлектриках ток проводимости зависит от движения однозначных ионов. Так, в кристалле NaCl под действием электрического поля возбуждаются только положительно заряженные ионы натрия (Na+). При высоких температурах ионы другого знака участвуют в токе проводимости. В этом прогнозе зависимость дает сломанную прямую (рис. 5-12). Вертикальный подъем указывает на то, что ток проводимости (в зоне высоких температур) образует ионы двух признаков. В твердых диэлектриках наблюдается электронная проводимость в области сильных электрических полей, которая изменяется в соответствии с выражением где-проводимость в конце зоны насыщения; b-коэффициент, зависящий от температуры. Электропроводность твердых кристаллических диэлектриков более точно описывается формулой Я. И. Френкеля в области очень сильных электрических полей (противообъектная область) где k-постоянная Больцмана; е-заряд электрона; — диэлектрическая проницаемость материала; Е-напряженность электрического поля.При высокой температуре также может наблюдаться проникновение электронов с поверхности металлических электродов в твердый диэлектрик. Зависимость величины тока в диэлектрике от времени. Зависимость проницаемости жидкого диэлектрика от температуры. Зависимость величины тока от напряжения в жидком диэлектрике. Зависимость от ионных кристаллических диэлектриков жүктеу/скачать 436,89 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|