Білім және ғылым



бет79/146
Дата01.11.2022
өлшемі2,97 Mb.
#46713
түріОқулық
1   ...   75   76   77   78   79   80   81   82   ...   146
Электрлік беріктік. Полимерлік диэлектрикке түсірілген электр өрісінің кернеулігін арттырса, кернеуліктің белгілі бір мәнінде диэлектрик өз қасиетін жоғалтып, электрөткізгіштіктің артуынан ток күші де өседі, яғни диэлектрик тесіледі. Тесілу болғандағы электр өрісі кернеулігінің ең кіші мәні диэлектриктің электрлік беріктігі (Ебер) деп аталады (5.2- кесте).
5.2-кесте. Кейбір полимерлік диэлектриктердің электрлік қасиет- тері, 250С


Полимер

Ебер, кВ/мм

,Ом∙см
v

’ (103 Гц)

1

2

3

4

Полиэтилен

650

1017-1018

-

Полистирол

600

1015

2,56

1

2

3

4

Политетрафторэтилен

-

1017

2,10

Поливинилхлорид

650

1011-1016

3,00-3,30

Полиметилметакрилат

1000

-

2,84

Целлюлоза

120-130

1014

6,00

Полиизопрен

-

3·1016

-

Полиамидтер

-

1011-1015

-

Эпоксид шайырлары

-

1016

-

Поликарбонаттар

-

1015-1016

-

Полиимидер

-

1015-1016

-

Полифениленоксид

-

1017

-

Поли-2,5-дихлорстирол

-

1017

-

Полюсті қоспалары жоқ полимерлердің электрлік тұрақтылығы анағұрлым жоғары болады. Ал полимерде сорып алынған ылғал немесе күшті электр өрісінде иондалатын ауаның болуы диэлектрик- тің электрлік беріктігін төмендетеді.
Диэлектрлік өтімділік және диэлектрлік шығын. Диэлектрлік өтімділік деп диэлектрикпен толтырылған конденсатор сиымды- лығының (с) астары вакууммен бөлінген конденсатор сыйымды- лығына (с0) қатынасын айтады:

 '  c c0
(5.48)

Диэлектрикпен толтырылған конденсатордың сыйымдылығының өсуі сырты электр өрісінің әсерінен оның көлемінде диполь моментінің туындауынан болады. Бұл момент диэлектрлік өріс моментінің геометриялық қосындысына тең. Молекуланың тұрақты диполі электр моментін тудырады, ол диполь моменті µ деп аталады. Төмен молекулалық қосылыстар үшін тұрақты диполь моменті мына өрнекпен анықталады:

0 ql,
(5.49)

мұндағы q − заряд шамасы; l − диполь ұзындығы. Қатаң тізбекті түзулерден макромолекула үшін диполь моменті  оны құрайтын буындардың диполь моменттерінің қосындысымен анықталады, себе-

бі мұндай макромолекулалар өрісте бір бүтін болып бағдарланады. Бұл жағдайда:


  n22 ,


мұндағы n − тізбектегі буындар саны.
0

(5.50)

Осы өрнектен қатаң тізбек тәрізді макромолекулалардың диполь моменттері аса үлкен болатынын байқаймыз. Шын мәнінде синтетикалық полипептидтер үшін диполь моменттерінің мәндері осылай екені анықталды. Олардың диполь моменттері 10-27 Кл·м дейін жетеді. Иілгіш тізбекті полимерлердің диполь моменті 1-2 есе төмен. Еркін мүшеленген тізбектер үшін теориялық есептеу мына өрнекпен анықталады:

  n2 ,


(5.51)

ал нақты полимерлер үшін:
0

2

  n2


n2 g,
(5.52)

мұндағы µэф − мономерлік буынның эффективті (тиімді) диполь моменті, g − корреляциялық параметр. Бұл параметрдің шамасы тізбектің еркін айналуының тежелу дәрежесін көрсетеді, сондықтан мономерлік буынның табиғатына және ішкімолекулалық өзара
эф

0

2

әрекеттестікке байланысты. Кейбір полимерлердің µэф мәнін қаныққан қосылыстардың мәнімен 0 салыстырсақ, әр уақытта µэф > 0 болады, демек, q < 1.
Полюссіз диэлектриктерде сыртқы өрістің әсерінен оның молекулаларындағы зарядтар ығыса бастайды. Осындай жағдайда туындаған электрлік момент деформациялық момент деп аталады және ол түсірілген өрістің кернеулігіне пропорционал:

  E,
мұндағы α − полюстену пропорционалдық коэффициенті.
(5.53)

Полюсті диэлектриктердің макромолекулалары өріс болмаған жағдайда да тұрақты диполь моментіне ие. Өрістің әсері бірінші кезекте қалыптасқан дипольді бағдарлауға жұмсалады. Осылай туындаған полюстену дипольдік немесе бағдарланған, ал электрлік моменттердің қосындысы бағдарланған деп аталады.
Өрістің әсерінен полюссіз диэлектриктерде туындайтын дефор- мациялық полюстену лезде жүреді. Бұған қарағанда бағдарланған полюстену уақытқа және температураға байланысты өрбиді, яғни жылу қозғалысының жиілігіне тәуелді. Сондықтан оны жылулық

полюстену деп те атайды, себебі дипольді өріс бағытында бағдарлану үшін молекулалар немесе олардың бөліктері уақытқа байланысты жылжуы керек. Ал осы үдеріске жылулық қозғалыс кедергі жасайды. Демек, бағдарлы полюстену − релаксациялық үдеріс.
Сонымен, полимерлердің молекулалары мен сегменттерінің үлкен болуына байланысты дипольдердің бағдарлану үдерісі қиын жүреді және ол уақытқа тәуелді. Ал егер полимерлік диэлектрикке айнымалы электромагнит өрісін қосса, диэлектриктің полюстенуінен электр қозғаушы вектор мен электрлік моменттер қосындысы векторы арасында фазалардың ығысуы болады. Ығысу бұрышын δ деп белгілеп, диэлектрлік шығын дейді. Бұл жағдайда диэлектрикке қосылған электромагнит өрісінің бір бөлігі жылуға ауысуынан шығынданады, яғни тізбек құрамындағы әртүрлі атомдық топтардың дипольдің бағдарлануына сәйкес үйкеле жылжиды.
Диэлектрлік шығынның сандық мәні диэлектрлік шығындардың тангенс бұрышы tg δ деп аталады. Ол мына өрнекпен анықталады:

tg  Ia
Ic
' ,
 ''

(5.54)


мұндағы Iа түсірілген айнымалы өріс; Iс сыйымдылық немесе реактивті өріс; ε′′ диэлектрлік шығын коэффициенті.
Ал ε′ және ε′′ бір-бірімен мына өрнекпен байланысқан:


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   75   76   77   78   79   80   81   82   ...   146




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет