Диэлектриктердин электр өткөргүчтүгү маанилүү физикалык мүнөздөмө болуп саналат. Бул тууралуу маалымат материалдардын колдонулуучу аймактарын аныктоого мүмкүндүк берет.
Шарттар
Электр тогунун өткөрүмдүүлүгү боюнча заттар төмөнкүдөй топторго бөлүнөт:
- диэлектриктер;
- жарым өткөргүчтөр;
- өткөргүчтөр.
Металдар мыкты ток өткөргүчтөр - алардын электр өткөрүмдүүлүктөрү 106-108 (Ом м) жетет-1.
Ал эми диэлектрик материалдар электр тогун өткөрө албайт, ошондуктан алар изолятор катары колдонулат. Алардын бош заряд алып жүрүүчүлөрү жок, молекулалардын диполдук түзүлүшү боюнча айырмаланат.
Жарым өткөргүчтөр аралык өткөргүчтүк баалуулуктары бар катуу материалдар.
Классификация
Бардык диэлектрик материалдар полярдуу жана полярдуу эмес түрлөргө бөлүнөт. Полярдык изоляторлордо оң жана терс заряддардын борборлору борбордон тышкары жайгашкан. Мындай заттардын молекулалары электрдик параметрлери боюнча өзүнүн диполь моменти болгон катуу дипольго окшош. Суу полярдык диэлектриктер катары колдонулушу мүмкүн.аммиак, хлордуу суутек.
Уюлдуу эмес диэлектриктер оң жана терс заряддардын борборлорунун дал келиши менен айырмаланат. Алар электрдик мүнөздөмөлөрү боюнча ийкемдүү диполго окшош. Мындай изоляторлорго суутек, кычкылтек, төрт хлордуу көмүртек кирет.
Электр өткөрүмдүүлүк
Диэлектриктердин электр өткөргүчтүгү алардын молекулаларында аз сандагы бош электрондордун болушу менен түшүндүрүлөт. Белгилүү убакыт аралыгында заттын ичиндеги заряддардын жылышы менен тең салмактуулук абалынын акырындык менен орношу байкалат, бул токтун пайда болушуна себеп болот. Диэлектриктердин электр өткөргүчтүгү чыңалууну өчүрүү жана кошуу моментинде болот. Изоляторлордун техникалык үлгүлөрү акысыз заряддын максималдуу санына ээ, ошондуктан аларда анча чоң эмес агымдар пайда болот.
Туруктуу чыңалуу маанисиндеги диэлектриктердин электр өткөргүчтүгү өтүүчү ток боюнча эсептелет. Бул процесс электроддордогу бар заряддарды чыгарууну жана нейтралдаштырууну камтыйт. Өзгөрмө чыңалууда активдүү өткөргүчтүктүн маанисине өтүүчү ток гана эмес, поляризациялык токтун активдүү компоненттери да таасир этет.
Диэлектриктердин электрдик касиеттери токтун тыгыздыгына, материалдын каршылыгына жараша болот.
Катуу диэлектриктер
Катуу диэлектриктердин электр өткөрүмдүүлүгү көлөмдүү жана беттик болуп бөлүнөт. Бул параметрлерди ар кандай материалдар үчүн салыштыруу үчүн көлөмдүн жана беттин спецификалык маанилери колдонулат.каршылык.
Толук өткөргүчтүк бул эки чоңдуктун суммасы, анын мааниси чөйрөнүн нымдуулугуна жана чөйрөнүн температурасына жараша болот. Чыңалуу астында үзгүлтүксүз иштөөдө суюк жана катуу изоляторлор аркылуу өтүүчү токтун азайышы байкалат.
Ал эми белгилүү бир убакыттан кийин ток күчөгөн учурда, заттын ичинде бузулууга (диэлектриктин бузулушуна) алып келүүчү кайтарылгыс процесстер болоору жөнүндө айтууга болот.
Газ абалынын өзгөчөлүктөрү
Газ түрүндөгү диэлектриктер, эгерде талаанын чыңалуусу минималдуу маанилерди алса, электр өткөргүчтүгү анча чоң эмес. Газ түрүндөгү заттарда токтун пайда болушу аларда эркин электрондор же заряддуу иондор болгон учурларда гана мүмкүн.
Газ түрүндөгү диэлектриктер жогорку сапаттагы изоляторлор болуп саналат, ошондуктан алар заманбап электроникада чоң көлөмдө колдонулат. Мындай заттардагы иондошуу тышкы факторлордон келип чыгат.
Газ иондорунун кагылышуусунан, ошондой эле термикалык, ультрафиолет же рентген нурларынын таасири астында нейтралдуу молекулалардын пайда болуу процесси (рекомбинация) да байкалат. Бул процесстин аркасында газдагы иондордун санынын көбөйүшү чектелет, тышкы иондоштуруу булагынын таасиринен кийин кыска убакыттын ичинде заряддуу бөлүкчөлөрдүн белгилүү бир концентрациясы түзүлөт.
Газга берилген чыңалууну жогорулатуу процессинде электроддорго иондордун кыймылы күчөйт. Алар эмесрекомбинациялоого убакыт бар, ошондуктан алар электроддордо разряддалат. Чыңалуунун кийинки жогорулашы менен ток көбөйбөйт, ал каныккан ток деп аталат.
Уюлдуу эмес диэлектриктерди эске алганда, аба идеалдуу изолятор экенин белгилейбиз.
Суюк диэлектриктер
Суюк диэлектриктердин электр өткөргүчтүгү суюктук молекулаларынын түзүлүшүнүн өзгөчөлүктөрү менен түшүндүрүлөт. Полярдуу эмес эриткичтерде диссоциацияланган аралашмалар, анын ичинде ным бар. Полярдык молекулаларда электр тогунун өткөргүчтүгү суюктуктун өзүнүн иондоруна ажыроо процесси менен да түшүндүрүлөт.
Агрегациянын мындай абалында ток коллоиддик бөлүкчөлөрдүн кыймылынан да пайда болот. Мындай диэлектриктен кирлерди толук тазалоо мүмкүн болбогондуктан ток өткөргүчтүгү аз суюктуктарды алууда көйгөйлөр пайда болот.
Изоляциянын бардык түрлөрү диэлектриктердин өзгөчө өткөргүчтүгүн төмөндөтүүчү варианттарды издөөнү камтыйт. Мисалы, аралашмалар алынып салынат, температура индикатору жөнгө салынат. Температуранын жогорулашы илешкектүүлүктүн төмөндөшүнө, иондордун кыймылдуулугунун жогорулашына жана жылуулук диссоциациясынын даражасынын жогорулашына алып келет. Бул факторлор диэлектрдик материалдардын өткөргүчтүгүнө таасирин тийгизет.
Катуу заттардын электр өткөргүчтүгү
Ал изолятордун өзүнүн иондорунун гана эмес, ошондой эле катуу материалдын ичиндеги кирлердин заряддуу бөлүкчөлөрүнүн кыймылы менен түшүндүрүлөт. Катуу изолятордон өткөндө, аралашмалардын жарым-жартылай алынышы пайда болот, ал акырындык мененөткөрүүгө таасирин тийгизет. Кристалл торчосунун структуралык өзгөчөлүктөрүн эске алуу менен заряддалган бөлүкчөлөрдүн кыймылы жылуулук кыймылынын термелүүсүнөн келип чыгат.
Төмөн температурада оң жана терс аралашма иондору кыймылдашат. Изоляциянын мындай түрлөрү молекулярдык жана атомдук кристаллдык түзүлүштөгү заттар үчүн мүнөздүү.
Анизотроптук кристаллдар үчүн өзгөчө өткөргүчтүктүн мааниси анын окторуна жараша өзгөрөт. Мисалы, кварцта негизги огуна параллель багытта, ал перпендикуляр абалдан 1000 эсе ашат.
Иш жүзүндө ным жок катуу көзөнөктүү диэлектриктерде электр каршылыгынын бир аз жогорулашы алардын электр каршылыгынын жогорулашына алып келет. Сууда эрүүчү аралашмаларды камтыган заттар нымдуулуктун өзгөрүшүнө байланыштуу көлөмгө каршылыктын олуттуу төмөндөшүн көрсөтөт.
Диэлектриктердин поляризациясы
Бул кубулуш изолятордун бөлүкчөлөрүнүн мейкиндиктеги абалынын өзгөрүшү менен байланышкан, ал диэлектриктин ар бир макроскопиялык көлөмүнө кандайдыр бир электрдик (индукцияланган) моментке ээ болушуна алып келет.
Тышкы талаанын таасири астында пайда болгон поляризация бар. Алар ошондой эле тышкы талаа жок болгон учурда да пайда болгон поляризациянын стихиялуу версиясын айырмалайт.
Салыштырмалуу өткөргүчтүк төмөнкү менен мүнөздөлөт:
- бул диэлектрик менен конденсатордун сыйымдуулугу;
- анын вакуумдагы чоңдугу.
Бул процесс пайда болушу менен коштолотзаттын ичиндеги чыңалуунун көлөмүн азайтуучу байланышкан заряддардын диэлектрикинин бети.
Сырткы талаа толук жок болгон учурда диэлектрик көлөмүнүн өзүнчө элементи электрдик моментке ээ болбойт, анткени бардык заряддардын суммасы нөлгө барабар жана ал жерде терс жана оң заряддардын дал келүүсү бар. боштук.
Поляризация параметрлери
Электрондук поляризация учурунда атомдун электрон кабыктарынын тышкы талаасынын таасири астында жылышуу болот. Иондук вариантта торчолордун жылышы байкалат. Диполдук поляризация ички сүрүлүүнү жана байланыш күчтөрүн жеңүү үчүн жоготуулар менен мүнөздөлөт. Поляризациянын структуралык версиясы эң жай процесс болуп эсептелет, ал бир тектүү эмес макроскопиялык аралашмалардын ориентацияланышы менен мүнөздөлөт.
Тыянак
Электр изоляциялоочу материалдар – белгилүү электрдик потенциалдар астында электр жабдууларынын айрым тетиктерин ишенимдүү изоляциялоого мүмкүндүк берүүчү заттар. Учурдагы өткөргүчтөр менен салыштырганда, көптөгөн изоляторлор бир кыйла жогору электр каршылыгына ээ. Алар күчтүү электр талааларын түзүүгө жана кошумча энергияны топтоого жөндөмдүү. Бул изоляторлордун ушул касиети заманбап конденсаторлордо колдонулат.
Химиялык курамына жараша табигый жана синтетикалык материалдар болуп бөлүнөт. Экинчи топ эң көп, ошондуктан дал ушул изоляторлор түрдүү электр приборлорунда колдонулат.
Технологиялык өзгөчөлүктөрүнө жараша түзүлүшү, курамы, пленкасы, керамикалык, мом, минералдык изоляторлор изоляцияланат.
Үзүлүү чыңалуусуна жеткенде электр тогунун чоңдугунун кескин өсүшүнө алып келген бузулуу байкалат. Мындай кубулуштун мүнөздүү белгилеринин ичинен күчтүн стресске жана температурага, калыңдыгына бир аз көз карандылыгын бөлүп көрсөтүүгө болот.
