Dielektriklarning elektr o’tkazuvchanligi muhim fizik xususiyatdir. U haqidagi ma'lumotlar materiallarni qo'llash sohalarini aniqlash imkonini beradi.
Shartlar
Elektr tokining oʻtkazuvchanligiga koʻra moddalar guruhlarga boʻlinadi:
- dielektriklar;
- yarim o'tkazgichlar;
- o'tkazgichlar.
Metallar mukammal oqim o'tkazgichlari - ularning elektr o'tkazuvchanligi 106-108 (Ohm m)-1 ga etadi.
Va dielektrik materiallar elektr tokini o'tkazishga qodir emas, shuning uchun ular izolyator sifatida ishlatiladi. Ular erkin zaryad tashuvchilarga ega emas, molekulalarning dipol tuzilishida farqlanadi.
Yarim oʻtkazgichlar oraliq oʻtkazuvchanlik qiymatlariga ega qattiq materiallardir.
Tasnifi
Barcha dielektrik materiallar qutbli va qutbsiz turlarga bo'linadi. Polar izolyatorlarda musbat va manfiy zaryadlarning markazlari markazdan tashqarida joylashgan. Bunday moddalarning molekulalari elektr parametrlari bo'yicha o'z dipol momentiga ega bo'lgan qattiq dipolga o'xshaydi. Suv qutbli dielektriklar sifatida ishlatilishi mumkin.ammiak, vodorod xlorid.
Polar bo'lmagan dielektriklar musbat va manfiy zaryadlar markazlarining mos kelishi bilan ajralib turadi. Ular elektr xususiyatlariga ko'ra elastik dipolga o'xshaydi. Bunday izolyatorlarga vodorod, kislorod, uglerod tetraxlorid misol bo'la oladi.
Elektr oʻtkazuvchanligi
Dielektriklarning elektr o’tkazuvchanligi ularning molekulalarida oz miqdordagi erkin elektronlar mavjudligi bilan izohlanadi. Moddaning ichidagi zaryadlarning ma'lum vaqt oralig'ida siljishi bilan muvozanat holatining bosqichma-bosqich o'rnatilishi kuzatiladi, bu oqim paydo bo'lishiga sabab bo'ladi. Dielektriklarning elektr o'tkazuvchanligi kuchlanishni o'chirish va yoqish paytida mavjud. Izolyatorlarning texnik namunalarida bepul zaryadlarning maksimal soni mavjud, shuning uchun ularda ahamiyatsiz oqimlar paydo bo'ladi.
Dielektriklarning elektr o’tkazuvchanligi o’zgarmas kuchlanish qiymati bo’lgan holatda o’tkazuvchi tokdan hisoblanadi. Bu jarayon elektrodlardagi mavjud zaryadlarni chiqarish va zararsizlantirishni o'z ichiga oladi. O'zgaruvchan kuchlanish holatida faol o'tkazuvchanlik qiymatiga nafaqat oqim oqimi, balki polarizatsiya oqimlarining faol komponentlari ham ta'sir qiladi.
Dielektriklarning elektr xossalari oqim zichligiga, materialning qarshiligiga bog'liq.
Qattiq dielektriklar
Qattiq dielektriklarning elektr o’tkazuvchanligi massaviy va sirtga bo’linadi. Turli materiallar uchun ushbu parametrlarni solishtirish uchun o'ziga xos hajm va sirtga xos qiymatlar qo'llaniladi.qarshilik.
Toʻliq oʻtkazuvchanlik bu ikki qiymatning yigʻindisidir, uning qiymati atrof-muhit namligi va atrof-muhit haroratiga bogʻliq. Kuchlanish ostida uzluksiz ishlashda suyuq va qattiq izolyatorlardan o'tuvchi oqimning pasayishi kuzatiladi.
Va ma'lum vaqtdan keyin oqim kuchaygan taqdirda, moddaning ichida qaytarilmas jarayonlar sodir bo'lib, halokatga (dielektrikning parchalanishi) olib kelishi haqida gapirish mumkin.
Gaz holatining xususiyatlari
Agar maydon kuchi minimal qiymatlarni qabul qilsa, gazsimon dielektriklar ahamiyatsiz elektr o'tkazuvchanligiga ega. Gazsimon moddalarda tokning paydo bo'lishi ular tarkibida erkin elektronlar yoki zaryadlangan ionlar bo'lgan hollardagina mumkin.
Gazsimon dielektriklar yuqori sifatli izolyatorlardir, shuning uchun ular zamonaviy elektronikada katta hajmlarda qo'llaniladi. Bunday moddalardagi ionlanish tashqi omillar ta'sirida yuzaga keladi.
Gaz ionlarining toʻqnashuvi natijasida, shuningdek, issiqlik taʼsirida, ultrabinafsha yoki rentgen nurlari taʼsirida neytral molekulalarning hosil boʻlish jarayoni (rekombinatsiya) ham kuzatiladi. Ushbu jarayon tufayli gazdagi ionlar sonining ko'payishi cheklangan, tashqi ionlanish manbai ta'siridan keyin qisqa vaqt ichida zaryadlangan zarrachalarning ma'lum konsentratsiyasi o'rnatiladi.
Gazga berilgan kuchlanishni oshirish jarayonida ionlarning elektrodlarga harakati kuchayadi. Ular emasrekombinatsiya qilish uchun vaqt bor, shuning uchun ular elektrodlarda zaryadsizlanadi. Keyinchalik kuchlanish kuchayishi bilan oqim kuchaymaydi, u to'yingan oqim deb ataladi.
Polar bo'lmagan dielektriklarni hisobga olsak, havo mukammal izolyator ekanligini ta'kidlaymiz.
Suyuq dielektriklar
Suyuq dielektriklarning elektr o’tkazuvchanligi suyuqlik molekulalari tuzilishining o’ziga xos xususiyatlari bilan izohlanadi. Polar bo'lmagan erituvchilarda dissotsilangan aralashmalar, shu jumladan namlik mavjud. Qutbli molekulalarda elektr tokining o'tkazuvchanligi suyuqlikning ionlariga parchalanish jarayoni bilan ham izohlanadi.
Agregatsiyaning bunday holatida tok kolloid zarrachalar harakatidan ham kelib chiqadi. Bunday dielektrikdan aralashmalarni to'liq olib tashlashning iloji yo'qligi sababli, oqim o'tkazuvchanligi past suyuqliklarni olishda muammolar paydo bo'ladi.
Izolyatsiyaning barcha turlari dielektriklarning o'ziga xos o'tkazuvchanligini kamaytirish variantlarini izlashni o'z ichiga oladi. Masalan, aralashmalar chiqariladi, harorat ko'rsatkichi o'rnatiladi. Haroratning oshishi yopishqoqlikning pasayishiga, ionlarning harakatchanligining oshishiga va termal dissotsiatsiya darajasining oshishiga olib keladi. Bu omillar dielektrik materiallarning o'tkazuvchanligiga ta'sir qiladi.
Qattiq jismlarning elektr o'tkazuvchanligi
Bu nafaqat izolyatorning o'zi ionlarining, balki qattiq material ichidagi iflosliklarning zaryadlangan zarralarining ham harakati bilan izohlanadi. Qattiq izolyatordan o'tayotganda, aralashmalarning qisman olib tashlanishi sodir bo'ladi, bu asta-sekino'tkazuvchanligiga ta'sir qiladi. Kristal panjaraning strukturaviy xususiyatlarini hisobga olgan holda, zaryadlangan zarrachalarning harakati issiqlik harakatining tebranishlari bilan bog'liq.
Past haroratlarda musbat va manfiy aralashma ionlari harakatlanadi. Bunday izolyatsiya turlari molekulyar va atom kristalli tuzilishga ega moddalar uchun xosdir.
Anizotrop kristallar uchun o'ziga xos o'tkazuvchanlik qiymati uning o'qlariga qarab o'zgaradi. Masalan, kvartsda asosiy o'qga parallel yo'nalishda u perpendikulyar holatdan 1000 marta oshib ketadi.
Qattiq gözenekli dielektriklarda, deyarli namlik bo'lmagan joyda, elektr qarshiligining biroz oshishi ularning elektr qarshiligining oshishiga olib keladi. Tarkibida suvda eruvchan aralashmalar boʻlgan moddalar namlikning oʻzgarishi tufayli hajm qarshiligining sezilarli darajada pasayishini koʻrsatadi.
Dielektriklarning qutblanishi
Bu hodisa izolyator zarrachalarining fazodagi oʻrni oʻzgarishi bilan bogʻliq boʻlib, bu dielektrikning har bir makroskopik hajmi tomonidan qandaydir elektr (induktsiya) momentini olishiga olib keladi.
Tashqi maydon ta'sirida yuzaga keladigan qutblanish mavjud. Ular, shuningdek, tashqi maydon bo'lmaganda ham paydo bo'ladigan polarizatsiyaning spontan versiyasini ajratib ko'rsatishadi.
Nisbiy o'tkazuvchanlik bilan tavsiflanadi:
- ushbu dielektrikli kondansatkichning sig'imi;
- uning vakuumdagi kattaligi.
Bu jarayon paydo bo'lishi bilan birga keladimoddaning ichidagi kuchlanish miqdorini kamaytiradigan bog'langan zaryadlarning dielektrik yuzasi.
Tashqi maydon to'liq bo'lmagan taqdirda, dielektrik hajmining alohida elementi elektr momentiga ega emas, chunki barcha zaryadlarning yig'indisi nolga teng va manfiy va musbat zaryadlarning mos kelishi mavjud. bo'sh joy.
Polarizatsiya imkoniyatlari
Elektron qutblanish jarayonida atom elektron qobiqlarining tashqi maydoni ta'sirida siljish sodir bo'ladi. Ionli variantda panjara joylarining siljishi kuzatiladi. Dipol polarizatsiyasi ichki ishqalanish va bog'lanish kuchlarini engish uchun yo'qotishlar bilan tavsiflanadi. Polarizatsiyaning strukturaviy versiyasi eng sekin jarayon hisoblanadi, u bir hil bo'lmagan makroskopik aralashmalarning yo'nalishi bilan tavsiflanadi.
Xulosa
Elektr izolyatsion materiallar - ma'lum elektr potentsiallari ostida elektr jihozlarining ayrim qismlarini ishonchli izolyatsiyasini olish imkonini beruvchi moddalar. Oqim o'tkazgichlari bilan solishtirganda, ko'plab izolyatorlar sezilarli darajada yuqori elektr qarshiligiga ega. Ular kuchli elektr maydonlarini yaratishga va qo'shimcha energiya to'plashga qodir. Aynan shu izolyatorning xossasi zamonaviy kondensatorlarda qo'llaniladi.
Kimyoviy tarkibiga ko'ra ular tabiiy va sintetik materiallarga bo'linadi. Ikkinchi guruh eng ko'p, shuning uchun turli xil elektr jihozlarida qo'llaniladigan bu izolyatorlar.
Texnologik xususiyatlariga qarab tuzilishi, tarkibi, plyonka, keramika, mum, mineral izolyatorlar ajratiladi.
Buzilish kuchlanishiga erishilganda, elektr tokining kattaligining keskin oshishiga olib keladigan buzilish kuzatiladi. Bunday hodisaning xarakterli xususiyatlari orasida kuchning kuchlanish va haroratga, qalinlikka ozgina bog'liqligini ajratib ko'rsatish mumkin.
