Դիէլեկտրիկների էլեկտրական հաղորդունակությունը կարևոր ֆիզիկական հատկանիշ է: Դրա մասին տեղեկատվությունը թույլ է տալիս բացահայտել նյութերի կիրառման ոլորտները:
Պայմաններ
Ըստ էլեկտրական հոսանքի հաղորդունակության՝ նյութերը բաժանվում են խմբերի՝.
- դիէլեկտրիկներ;
- կիսահաղորդիչներ;
- դիրիժորներ.
Մետաղները հիանալի հոսանքի հաղորդիչներ են. նրանց էլեկտրական հաղորդունակությունը հասնում է 106-108 (Օմ մ)-1.
Իսկ դիէլեկտրիկ նյութերը ունակ չեն էլեկտրական հոսանք անցկացնելու, ուստի դրանք օգտագործվում են որպես մեկուսիչներ։ Նրանք չունեն անվճար լիցքակիրներ, տարբերվում են մոլեկուլների դիպոլային կառուցվածքով։
Կիսահաղորդիչները պինդ նյութեր են միջանկյալ հաղորդունակության արժեքներով:
Դասակարգում
Բոլոր դիէլեկտրիկ նյութերը բաժանվում են բևեռային և ոչ բևեռային տեսակների: Բևեռային մեկուսիչներում դրական և բացասական լիցքերի կենտրոնները կենտրոնից դուրս են: Նման նյութերի մոլեկուլներն իրենց էլեկտրական պարամետրերով նման են կոշտ դիպոլին, որն ունի իր դիպոլային մոմենտը։ Ջուրը կարող է օգտագործվել որպես բևեռային դիէլեկտրիկներ:ամոնիակ, ջրածնի քլորիդ.
Ոչ բևեռային դիէլեկտրիկները տարբերվում են դրական և բացասական լիցքերի կենտրոնների համընկնմամբ։ Նրանք էլեկտրական բնութագրերով նման են առաձգական դիպոլին: Նման մեկուսիչների օրինակներն են՝ ջրածինը, թթվածինը, ածխածնի քառաքլորիդը։
Էլեկտրական հաղորդունակություն
Դիէլեկտրիկների էլեկտրական հաղորդունակությունը բացատրվում է նրանց մոլեկուլներում փոքր քանակությամբ ազատ էլեկտրոնների առկայությամբ։ Որոշակի ժամանակահատվածում նյութի ներսում լիցքերի տեղաշարժով նկատվում է հավասարակշռության դիրքի աստիճանական հաստատում, ինչը հոսանքի առաջացման պատճառ է հանդիսանում։ Դիէլեկտրիկների էլեկտրական հաղորդունակությունը գոյություն ունի լարման անջատման և միացման պահին։ Մեկուսիչների տեխնիկական նմուշներն ունեն առավելագույն թվով անվճար լիցքեր, հետևաբար դրանցում աննշան հոսանքներ են հայտնվում։
Դիէլեկտրիկների էլեկտրական հաղորդունակությունը հաստատուն լարման արժեքի դեպքում հաշվարկվում է միջանցիկ հոսանքից: Այս գործընթացը ներառում է էլեկտրոդների վրա առկա լիցքերի ազատում և չեզոքացում: Փոփոխական լարման դեպքում ակտիվ հաղորդունակության արժեքի վրա ազդում է ոչ միայն միջանցիկ հոսանքը, այլև բևեռացման հոսանքների ակտիվ բաղադրիչները։
Դիէլեկտրիկների էլեկտրական հատկությունները կախված են հոսանքի խտությունից, նյութի դիմադրությունից։
Պինդ դիէլեկտրիկներ
Պինդ դիէլեկտրիկների էլեկտրական հաղորդունակությունը բաժանվում է զանգվածային և մակերեսային: Տարբեր նյութերի համար այս պարամետրերը համեմատելու համար օգտագործվում են հատուկ ծավալի և մակերեսի հատուկ արժեքները:դիմադրություն.
Լրիվ հաղորդունակությունը այս երկու արժեքների գումարն է, դրա արժեքը կախված է շրջակա միջավայրի խոնավությունից և շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից։ Լարման տակ շարունակական աշխատանքի դեպքում նկատվում է հեղուկ և պինդ մեկուսիչներով անցնող հոսանքի նվազում։
Իսկ որոշակի ժամանակահատվածից հետո հոսանքի ավելացման դեպքում կարելի է խոսել այն մասին, որ նյութի ներսում տեղի կունենան անդառնալի պրոցեսներ, որոնք կհանգեցնեն ոչնչացման (դիէլեկտրիկի քայքայմանը):
Գազային վիճակի առանձնահատկությունները
Գազային դիէլեկտրիկներն ունեն աննշան էլեկտրական հաղորդունակություն, եթե դաշտի ուժգնությունը ստանում է նվազագույն արժեքներ: Գազային նյութերում հոսանքի առաջացումը հնարավոր է միայն այն դեպքերում, երբ դրանք պարունակում են ազատ էլեկտրոններ կամ լիցքավորված իոններ։
Գազային դիէլեկտրիկները բարձրորակ մեկուսիչներ են, հետևաբար ժամանակակից էլեկտրոնիկայի մեջ օգտագործվում են մեծ ծավալներով։ Նման նյութերում իոնացումը պայմանավորված է արտաքին գործոններով։
Գազի իոնների բախումների, ինչպես նաև ջերմային ազդեցության, ուլտրամանուշակագույն կամ ռենտգենյան ճառագայթահարման հետևանքով նկատվում է նաև չեզոք մոլեկուլների առաջացման պրոցես (ռեկոմբինացիա)։ Այս գործընթացի շնորհիվ գազում իոնների քանակի ավելացումը սահմանափակվում է, արտաքին իոնացման աղբյուրի ազդեցության տակ կարճ ժամանակահատվածում հաստատվում է լիցքավորված մասնիկների որոշակի կոնցենտրացիան։
Գազի վրա կիրառվող լարման բարձրացման գործընթացում իոնների շարժումը դեպի էլեկտրոդներ մեծանում է։ Նրանք չենժամանակ ունեն վերամիավորվելու, ուստի դրանք լիցքաթափվում են էլեկտրոդների մոտ: Լարման հետագա աճի դեպքում հոսանքը չի ավելանում, այն կոչվում է հագեցվածության հոսանք:
Հաշվի առնելով ոչ բևեռային դիէլեկտրիկները, մենք նշում ենք, որ օդը կատարյալ մեկուսիչ է:
Հեղուկ դիէլեկտրիկներ
Հեղուկ դիէլեկտրիկների էլեկտրական հաղորդունակությունը բացատրվում է հեղուկի մոլեկուլների կառուցվածքի առանձնահատկություններով։ Ոչ բևեռային լուծիչները պարունակում են տարանջատված կեղտեր, ներառյալ խոնավությունը: Բևեռային մոլեկուլներում էլեկտրական հոսանքի հաղորդունակությունը բացատրվում է նաև հեղուկի իոնների քայքայման գործընթացով։
Ագրեգացիայի այս վիճակում հոսանքն առաջանում է նաև կոլոիդային մասնիկների շարժումից։ Նման դիէլեկտրիկից կեղտերն ամբողջությամբ հեռացնելու անհնարինության պատճառով խնդիրներ են առաջանում ցածր հոսանքի հաղորդունակությամբ հեղուկներ ստանալու հարցում։
Բոլոր տեսակի մեկուսացումը ներառում է դիէլեկտրիկների հատուկ հաղորդունակությունը նվազեցնելու տարբերակների որոնում: Օրինակ, կեղտերը հանվում են, ջերմաստիճանի ցուցիչը կարգավորվում է: Ջերմաստիճանի բարձրացումն առաջացնում է մածուցիկության նվազում, իոնների շարժունակության բարձրացում, ջերմային դիսոցիացիայի աստիճանի բարձրացում։ Այս գործոնները ազդում են դիէլեկտրական նյութերի հաղորդունակության վրա։
Պինդ մարմինների էլեկտրական հաղորդունակություն
Այն բացատրվում է ոչ միայն բուն մեկուսիչի իոնների, այլև պինդ նյութի ներսում պարունակվող կեղտերի լիցքավորված մասնիկների շարժումով։ Երբ այն անցնում է պինդ մեկուսիչով, տեղի է ունենում կեղտերի մասնակի հեռացում, որն աստիճանաբարազդում է անցկացման վրա. Հաշվի առնելով բյուրեղային ցանցի կառուցվածքային առանձնահատկությունները՝ լիցքավորված մասնիկների շարժումը պայմանավորված է ջերմային շարժման տատանումներով։
Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում դրական և բացասական կեղտոտ իոնները շարժվում են: Մեկուսացման նման տեսակները բնորոշ են մոլեկուլային և ատոմային բյուրեղային կառուցվածք ունեցող նյութերին։
Անիզոտրոպ բյուրեղների համար հատուկ հաղորդունակության արժեքը տատանվում է՝ կախված դրա առանցքներից: Օրինակ, քվարցում հիմնական առանցքին զուգահեռ ուղղությամբ այն 1000 անգամ գերազանցում է ուղղահայաց դիրքը։
Կոշտ ծակոտկեն դիէլեկտրիկների մեջ, որտեղ գործնականում խոնավություն չկա, էլեկտրական դիմադրության մի փոքր աճը հանգեցնում է նրանց էլեկտրական դիմադրության բարձրացման: Ջրում լուծվող կեղտեր պարունակող նյութերը ցույց են տալիս ծավալային դիմադրության զգալի նվազում՝ խոնավության փոփոխության պատճառով:
Դիէլեկտրիկների բևեռացում
Այս երևույթը կապված է տարածության մեջ մեկուսիչի մասնիկների դիրքի փոփոխության հետ, ինչը հանգեցնում է դիէլեկտրիկի յուրաքանչյուր մակրոսկոպիկ ծավալի կողմից որոշակի էլեկտրական (ինդուկտիվ) մոմենտի ձեռքբերմանը։
Գոյություն ունի բևեռացում, որը տեղի է ունենում արտաքին դաշտի ազդեցության տակ: Նրանք նաև առանձնացնում են բևեռացման ինքնաբուխ տարբերակը, որն ի հայտ է գալիս նույնիսկ արտաքին դաշտի բացակայության դեպքում:
Հարաբերական թույլատրելիությունը բնութագրվում է.
- Այս դիէլեկտրիկով կոնդենսատորի հզորությունը;
- նրա մեծությունը վակուումում։
Այս գործընթացն ուղեկցվում է ի հայտ գալովկապակցված լիցքերի դիէլեկտրիկի մակերեսը, որը նվազեցնում է նյութի ներսում լարվածության քանակը։
Արտաքին դաշտի իսպառ բացակայության դեպքում դիէլեկտրիկ ծավալի առանձին տարրը էլեկտրական մոմենտ չունի, քանի որ բոլոր լիցքերի գումարը զրո է, և կա բացասական և դրական լիցքերի համընկնում։ տարածություն։
բևեռացման տարբերակներ
Էլեկտրոնների բևեռացման ժամանակ տեղի է ունենում տեղաշարժ ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների արտաքին դաշտի ազդեցության տակ։ Իոնային տարբերակում նկատվում է վանդակաճաղերի տեղաշարժ։ Դիպոլի բևեռացումը բնութագրվում է ներքին շփման և կապի ուժերը հաղթահարելու կորուստներով: Բևեռացման կառուցվածքային տարբերակը համարվում է ամենադանդաղ գործընթացը, այն բնութագրվում է անհամասեռ մակրոսկոպիկ կեղտերի կողմնորոշմամբ։
Եզրակացություն
Էլեկտրամեկուսիչ նյութերը այն նյութերն են, որոնք թույլ են տալիս որոշակի էլեկտրական պոտենցիալների ներքո ստանալ էլեկտրական սարքավորումների որոշ բաղադրիչների հուսալի մեկուսացում: Ընթացիկ հաղորդիչների համեմատ, բազմաթիվ մեկուսիչներ ունեն զգալիորեն ավելի բարձր էլեկտրական դիմադրություն: Նրանք կարողանում են ուժեղ էլեկտրական դաշտեր ստեղծել և լրացուցիչ էներգիա կուտակել։ Մեկուսիչների այս հատկությունն է, որն օգտագործվում է ժամանակակից կոնդենսատորներում:
Կախված քիմիական բաղադրությունից՝ դրանք բաժանվում են բնական և սինթետիկ նյութերի։ Երկրորդ խումբն ամենաբազմաթիվն է, հետևաբար հենց այս մեկուսիչներն են օգտագործվում տարբեր էլեկտրական սարքերում։
Կախված տեխնոլոգիական բնութագրերից՝ մեկուսացված են կառուցվածքը, բաղադրությունը, թաղանթը, կերամիկական, մոմը, հանքային մեկուսիչները։
Վթարային լարման հասնելու դեպքում նկատվում է խզում, որը հանգեցնում է էլեկտրական հոսանքի մեծության կտրուկ աճին։ Նման երեւույթի բնորոշ հատկանիշներից կարելի է առանձնացնել ամրության թեթև կախվածությունը լարվածությունից և ջերմաստիճանից, հաստությունից։
