Dielektrik jismlar. Faol dielektriklar Dielektriklardan tuzilgan jismlar qanday nomlanadi?

Dirijyor- bu elektr maydoni ta'sirida harakatlanishi mumkin bo'lgan etarli miqdordagi erkin elektr zaryadlarini o'z ichiga olgan jism. Amaldagi elektr maydoni ta'sirida o'tkazgichlarda elektr toki paydo bo'lishi mumkin. Barcha metallar, tuzlar va kislotalarning eritmalari, nam tuproq, odam va hayvon tanasi elektr zaryadlarini yaxshi o'tkazuvchidir.

Dielektrik yoki izolyator- ichida erkin elektr zaryadlari bo'lmagan tana. Izolyatorlarda elektr toki mumkin emas.

Dielektriklarga shisha, plastmassa, kauchuk, karton va havo kiradi. dielektriklardan yasalgan jismlarga izolyatorlar deyiladi. To'liq o'tkazmaydigan suyuqlik distillangan, ya'ni. tozalangan suv. (har qanday boshqa suv (musluk yoki dengiz) ma'lum miqdordagi aralashmalarni o'z ichiga oladi va o'tkazgichdir)

Elektr maydonida dielektrikning qutblanishi- musbat va manfiy zaryadlarning qarama-qarshi yo'nalishda siljishi, ya'ni molekulalarning orientatsiyasi.

Dielektrikni tavsiflovchi fizik parametr dielektrik doimiydir. Dielektrik doimiy dispersiyaga ega bo'lishi mumkin.

Dielektriklarga havo va boshqa gazlar, shisha, turli qatronlar va, albatta, quruq plastmassalar kiradi. Kimyoviy toza suv ham dielektrik hisoblanadi.

Dielektriklar nafaqat izolyatsion materiallar sifatida ishlatiladi.

Supero'tkazuvchilar va izolyatorlar bir-biridan elektr tokini qanday o'tkazishi bilan farq qiladi. Mis kabi o'tkazgichlar oqimni osongina o'tkazadi, ammo izolyatorlar (shisha) faqat yuqori kuchlanishda oqim o'tkazadi. O'tkazgichlar va izolyatorlar oqim miqdorini nazorat qilish uchun ishlatiladi. Misol uchun, o'tkazgich chaqmoq tayog'ida ishlatiladi, bu esa chaqmoqni zarar etkazmasdan erga urishiga olib keladi. Izolyatorlar odamlarni himoya qilish uchun kalitlarda qo'llaniladi.

Agar qurilma oqim o'tkazishi kerak bo'lsa, unda past qarshilikka ega o'tkazgichlar mavjud. Aksariyat elektr simlari tokni yaxshi o'tkazadigan metallardan yasalgan. Ko'pincha o'tkazgichlar misdan tayyorlanadi; bu metall yuqori o'tkazuvchanlikka ega (past qarshilik).

Oqim simdan o'tganda u qarshilikka duch keladi. Bu o'tkazgichning qizib ketishiga olib keladi. Agar elektr moslamasi isitgich sifatida ishlatilsa, u yuqori qarshilikka ega bo'lgan o'tkazgichlarni o'z ichiga oladi - masalan, nozik nikel yoki xrom sim.

Simning o'tkazuvchanligi va qarshiligi uning qalinligiga bog'liq. Yupqa simlar bir xil materialdan tayyorlangan qalin simlarga nisbatan past o'tkazuvchanlikka ega (yuqori qarshilik).

Yupqa simlar past kuchlanishli tarmoqlarda, masalan, telefonlarda qo'llaniladi. Qalin o'tkazgichlar yuqori oqimlar uchun mo'ljallangan - masalan, elektr pechkani quvvatlantirish.

Dielektrik - bu elektr tokining o'tishiga deyarli yo'l qo'ymaydigan material yoki moddadir. Bu o'tkazuvchanlik elektron va ionlarning kichik soniga bog'liq. Bu zarralar faqat yuqori haroratli xususiyatlarga erishilganda o'tkazmaydigan materialda hosil bo'ladi. Dielektrik nima, bu maqolada muhokama qilinadi.

Tavsif

Har bir elektron yoki radio o'tkazgich, yarim o'tkazgich yoki zaryadlangan dielektrik elektr tokini o'zidan o'tkazadi, ammo dielektrikning o'ziga xos xususiyati shundaki, 550 V dan yuqori kuchlanishlarda ham unda kichik oqim oqadi. Dielektrikdagi elektr toki - bu zaryadlangan zarralarning ma'lum bir yo'nalishdagi harakati (musbat yoki manfiy bo'lishi mumkin).

Oqim turlari

Dielektriklarning elektr o'tkazuvchanligi quyidagilarga asoslanadi:

  • Absorbsion oqimlar - bu dielektrikda muvozanat holatiga kelgunga qadar doimiy oqimda oqadigan, yoqilganda va unga kuchlanish qo'llanilganda va o'chirilganda yo'nalishini o'zgartiradigan oqim. O'zgaruvchan tok bilan dielektrikdagi kuchlanish elektr maydonining ta'sirida bo'lgan vaqt davomida unda mavjud bo'ladi.
  • Elektron o'tkazuvchanlik - bu maydon ta'sirida elektronlarning harakati.
  • Ion o'tkazuvchanligi - ionlarning harakati. Elektrolitlar eritmalarida - tuzlar, kislotalar, ishqorlar, shuningdek, ko'plab dielektriklarda mavjud.
  • Molionning elektr o'tkazuvchanligi - molion deb ataladigan zaryadlangan zarrachalarning harakati. Kolloid tizimlar, emulsiyalar va suspenziyalarda topilgan. Elektr maydonida molionlarning harakatlanish hodisasi elektroforez deb ataladi.

Ular yig'ilish holati va kimyoviy tabiatiga ko'ra tasniflanadi. Birinchisi qattiq, suyuq, gazsimon va qattiqlashuvchi turlarga bo'linadi. Kimyoviy tabiatiga ko'ra ular organik, noorganik va organoelementlarga bo'linadi.

Agregat holatiga ko'ra:

  • Gazlarning elektr o'tkazuvchanligi. Gazsimon moddalar ancha past oqim o'tkazuvchanligiga ega. Bu tashqi va ichki, elektron va ion omillari: rentgen va radioaktiv nurlanish, molekulalar va zaryadlangan zarrachalarning to'qnashuvi, issiqlik omillari ta'sirida paydo bo'ladigan erkin zaryadlangan zarralar ishtirokida paydo bo'lishi mumkin.
  • Suyuq dielektrikning elektr o'tkazuvchanligi. Bog'liqlik omillari: molekulyar tuzilish, harorat, aralashmalar, elektron va ionlarning katta zaryadlarining mavjudligi. Suyuq dielektriklarning elektr o'tkazuvchanligi ko'p jihatdan namlik va aralashmalar mavjudligiga bog'liq. Qutbli moddalardagi elektr tokining o'tkazuvchanligi dissotsilangan ionlari bo'lgan suyuqlik yordamida ham yaratiladi. Polar va qutbsiz suyuqliklarni solishtirganda, birinchisi o'tkazuvchanlikda aniq ustunlikka ega. Agar siz suyuqlikni iflosliklardan tozalasangiz, bu uning o'tkazuvchanlik xususiyatlarini kamaytirishga yordam beradi. O'tkazuvchanlik va uning harorati oshishi bilan uning viskozitesi pasayadi, bu esa ion harakatchanligini oshiradi.
  • Qattiq dielektriklar. Ularning elektr o'tkazuvchanligi zaryadlangan dielektrik zarralar va aralashmalarning harakati bilan belgilanadi. Elektr tokining kuchli maydonlarida elektr o'tkazuvchanligi aniqlanadi.

Dielektriklarning fizik xossalari

Materialning solishtirma qarshiligi 10-5 Ohm * m dan kam bo'lsa, ularni o'tkazgichlar deb tasniflash mumkin. Agar 108 Ohm * m dan ortiq bo'lsa - dielektriklarga. Qarshilik o'tkazgichning qarshiligidan bir necha baravar ko'p bo'lgan holatlar bo'lishi mumkin. 10-5-108 Ohm * m oralig'ida yarimo'tkazgich mavjud. Metall material elektr tokining ajoyib o'tkazgichidir.

Butun davriy jadvaldan faqat 25 ta element metall bo'lmaganlar deb tasniflanadi va ulardan 12 tasi yarim o'tkazgich xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin. Ammo, albatta, jadvaldagi moddalarga qo'shimcha ravishda, o'tkazgich, yarimo'tkazgich yoki dielektrik xususiyatlariga ega bo'lgan ko'plab qotishmalar, kompozitsiyalar yoki kimyoviy birikmalar mavjud. Shunga asoslanib, turli moddalarning qiymatlari va ularning qarshiliklari o'rtasida aniq chiziq chizish qiyin. Masalan, pasaytirilgan harorat koeffitsientida yarimo'tkazgich o'zini dielektrik kabi tutadi.

Ilova

Supero'tkazuvchi bo'lmagan materiallardan foydalanish juda keng, chunki u elektr komponentlarining eng mashhur sinflaridan biridir. Ularning xususiyatlari tufayli faol va passiv shaklda foydalanish mumkinligi aniq bo'ldi.

Passiv shaklda dielektriklarning xususiyatlari elektr izolyatsiya materiallarida foydalanish uchun ishlatiladi.

Ularning faol shaklida ular ferroelektriklarda, shuningdek, lazer emitentlari uchun materiallarda qo'llaniladi.

Asosiy dielektriklar

Tez-tez uchraydigan turlarga quyidagilar kiradi:

  • Shisha.
  • Kauchuk.
  • Yog '.
  • Asfalt.
  • Chinni.
  • Kvarts.
  • Havo.
  • Olmos.
  • Toza suv.
  • Plastik.

Suyuq dielektrik nima?

Ushbu turdagi polarizatsiya elektr toki sohasida sodir bo'ladi. Suyuq o'tkazmaydigan moddalar texnologiyada materiallarni quyish yoki emdirish uchun ishlatiladi. Suyuq dielektriklarning 3 klassi mavjud:

Neft moylari bir oz yopishqoq va asosan qutbsizdir. Ular ko'pincha yuqori voltli uskunalarda qo'llaniladi: yuqori voltli suv. qutbsiz dielektrikdir. Kabel moyi 40 kVgacha bo'lgan kuchlanishli izolyatsion qog'oz simlarini, shuningdek, 120 kV dan ortiq oqimga ega bo'lgan metall asosli qoplamalarni singdirishda qo'llanilishini topdi. Transformator moyi kondansatör moyiga qaraganda toza tuzilishga ega. Ushbu turdagi dielektrik analog moddalar va materiallarga nisbatan yuqori narxga qaramay, ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi.

Sintetik dielektrik nima? Hozirgi vaqtda u yuqori zaharliligi tufayli deyarli hamma joyda taqiqlangan, chunki u xlorli uglerod asosida ishlab chiqariladi. Va organik kremniyga asoslangan suyuq dielektrik xavfsiz va ekologik toza. Ushbu turdagi metall zangga olib kelmaydi va past gigroskopik xususiyatlarga ega. Yonuvchanligi, issiqlik xususiyatlari va oksidlanish barqarorligi tufayli ayniqsa mashhur bo'lgan organoflorli birikmani o'z ichiga olgan suyultirilgan dielektrik mavjud.

Va oxirgi turi - o'simlik moylari. Ular zaif qutbli dielektriklardir, bularga zig'ir, kastor, tung va kanop kiradi. Kastor yog'i juda issiq va qog'oz kondansatkichlarida ishlatiladi. Qolgan yog'lar bug'lanadi. Ulardagi bug'lanish tabiiy bug'lanish natijasida emas, balki polimerizatsiya deb ataladigan kimyoviy reaksiya natijasida sodir bo'ladi. Emaylar va bo'yoqlarda faol qo'llaniladi.

Xulosa

Maqolada dielektrik nima ekanligini batafsil muhokama qildik. Turli xil turlari va ularning xususiyatlari qayd etilgan. Albatta, ularning xususiyatlarining nozikligini tushunish uchun siz ular haqida fizika bo'limini chuqurroq o'rganishingiz kerak bo'ladi.

Supero'tkazuvchilar - bu elektr maydonining ta'siri ostida harakatlanishi mumkin bo'lgan etarli miqdordagi erkin elektr zaryadlarini o'z ichiga olgan jism.
Amaldagi elektr maydoni ta'sirida o'tkazgichlarda elektr toki paydo bo'lishi mumkin.
Barcha metallar, tuzlar va kislotalarning eritmalari, nam tuproq, odam va hayvon tanasi elektr zaryadlarini yaxshi o'tkazuvchidir.

Izolyator (yoki dielektrik) ichida erkin elektr zaryadlari bo'lmagan tanadir.
Izolyatorlarda elektr toki mumkin emas.
Dielektriklarga shisha, plastmassa, kauchuk, karton va havo kiradi. dielektriklardan yasalgan jismlarga izolyatorlar deyiladi.
To'liq o'tkazmaydigan suyuqlik distillangan, ya'ni. tozalangan suv,
(har qanday boshqa suv (musluk yoki dengiz) ma'lum miqdordagi aralashmalarni o'z ichiga oladi va o'tkazgichdir)

METALLARDAGI ELEKTR TOKI

Metallda har doim ko'p miqdordagi erkin elektronlar mavjud.
Metall o'tkazgichlardagi elektr toki - oqim manbai tomonidan yaratilgan elektr maydoni ta'sirida erkin elektronlarning tartibli harakati.


SUYUQLARDA ELEKTR OKINI

Tuzlar va kislotalarning eritmalari, shuningdek oddiy suv (distillanganlardan tashqari) elektr tokini o'tkazishi mumkin.
Elektr tokini o'tkaza oladigan eritma elektrolitlar deb ataladi.
Eritmada erigan moddaning molekulalari erituvchi ta'sirida musbat va manfiy ionlarga aylanadi. Eritmaga qo'llaniladigan elektr maydoni ta'sirida ionlar harakatlanishi mumkin: manfiy ionlar - musbat elektrodga, musbat ionlar - manfiy elektrodga.
Elektrolitda elektr toki paydo bo'ladi.
Elektrolitdan oqim o'tganda, eritma tarkibidagi toza moddalar elektrodlarga chiqariladi. Bu hodisa elektroliz deb ataladi
Elektr tokining ta'siri natijasida elektrolitda qaytarilmas kimyoviy o'zgarishlar yuzaga keladi va elektr tokini yanada saqlab turish uchun uni yangisi bilan almashtirish kerak.

QIZIQ

17-asrda, Uilyam Gilbert ko'p jismlar ishqalanganda elektrlanish qobiliyatiga ega ekanligini aniqlagandan so'ng, fanda barcha jismlar elektrifikatsiyaga bog'liq holda ikki turga bo'linadi: ishqalanish natijasida elektrlanishga qodir bo'lgan jismlar va ishqalanish bilan elektrlashtirilmaydi.
Faqat 18-asrning birinchi yarmida ba'zi jismlar elektr energiyasini tarqatish qobiliyatiga ega ekanligi aniqlandi. Bu yo'nalishdagi birinchi tajribalar ingliz fizigi Grey tomonidan amalga oshirildi. 1729 yilda Grey elektr o'tkazuvchanlik hodisasini kashf etdi. U elektr tokini bir jismdan ikkinchisiga metall sim orqali o‘tkazish mumkinligini aniqladi. Elektr toki ipak ip bo'ylab tarqalmagan. Gray moddalarni elektr tokini o'tkazuvchi va o'tkazmaydiganlarga ajratdi. Faqat 1739 yilda nihoyat, barcha jismlarni o'tkazgichlar va dielektriklarga bo'lish kerakligi aniqlandi.
___

19-asrning boshlariga kelib, elektr baliqlarining oqishi metallar orqali o'tishi, lekin shisha va havodan o'tmasligi ma'lum bo'ldi.


BILASANMI

Galvanostegiya.

Ob'ektlarni elektroliz yordamida metall qatlami bilan qoplash elektrokaplama deb ataladi. Faqat metall buyumlar emas, balki yog'och buyumlar, o'simlik barglari, dantel va o'lik hasharotlar ham metalllashtirilishi mumkin. Avval siz bu narsalarni qattiq qilishingiz kerak va buning uchun ularni eritilgan mumda bir muddat ushlab turing.
Keyin ularni o'tkazuvchan qilish uchun ularni bir tekisda grafit qatlami bilan yoping (masalan, qalam qo'rg'oshin bilan ishqalang) va ularni elektrod sifatida elektrolitlarning galvanik vannasiga tushiring va u orqali elektr tokini bir muddat o'tkazing. joriy. Bir muncha vaqt o'tgach, eritma tarkibidagi metall ushbu elektrodga chiqariladi va ob'ektni teng ravishda qoplaydi.

Parfiya qirolligi davriga oid arxeologik qazishmalar ikki ming yil oldin mahsulotlarni elektrokaplama va kumushlash ishlari olib borilgan deb taxmin qilishga imkon beradi!
Buni Misr fir’avnlari qabrlaridan topilgan topilmalar ham tasdiqlaydi.


ELEKTROLITLAR BILAN TAJRIBLAR

1. Agar siz mis sulfat eritmasini olsangiz, elektr sxemasini yig'sangiz va eritma ichiga elektrodlarni (qalamdan grafit tayoqchalarini) botirsangiz, lampochka yonadi. Hozirgi bor!
Tajribani takrorlang, batareya manfiyga ulangan elektrodni alyuminiy tugma bilan almashtiring. Biroz vaqt o'tgach, u "oltin" bo'ladi, ya'ni. mis qatlami bilan qoplangan bo'ladi. Bu galvanostegiya hodisasi.

2. Bizga kerak bo'ladi: stol tuzining kuchli eritmasi bo'lgan stakan, chiroq batareyasi, taxminan 10 sm uzunlikdagi mis simli simning uchlarini nozik zımpara bilan tozalang. Simning bir uchini batareyaning har bir qutbiga ulang. Simlarning bo'sh uchlarini eritma bilan stakanga botirib oling. Pufakchalar simning tushirilgan uchlari yaqinida ko'tariladi!


BUNI O'ZING QIL!

1. Moddaning elektr tokini o'tkazuvchisi yoki yo'qligini aniqlash uchun o'lchash moslamasi - tekshirgich yasang. Buning uchun sizga batareya, chiroq chiroq va ulash simlari kerak bo'ladi. Yig'ilgan elektr zanjirini o'rganilayotgan o'tkazgichga yoping va moddaning o'tkazgich ekanligini yoki yo'qligini chiroqning porlashi bilan aniqlang.

2. Bunday suyuqlikda erkin elektr zaryadlari mavjudligini ko'rsatishingiz mumkin: metall choynak va alyuminiy stakanni o'tkazgichlar bilan kalorimetrdan galvanometrga ulang. Chovgumga suv quying va unda ozgina tuz eritib oling. Choynakdan stakanga nozik oqim bilan sho'r suv quyishni boshlang; galvanometr elektr tokining mavjudligini ko'rsatadi. Jetning uzunligi va qalinligini o'zgartirib, oqim kuchining o'zgarishini kuzatib boring.


Topraklama o'rnatilganda, simni 2,5 m gacha chuqurlikda ko'mish yaxshi bo'ladi, ammo dala sharoitida
bu har doim ham mumkin emas. Shuning uchun, topraklama ko'pincha erga surilgan pin shaklida amalga oshiriladi. Nima uchun bu holda tuproqli maydonni sho'r suv bilan sug'orish foydalidir?


YO'Q MAN!

Elektr inshootlarida yong'in sodir bo'lsa, siz darhol kalitni o'chirib qo'yishingiz kerak. Elektr tokidan kelib chiqqan yong'inni suv yoki oddiy o't o'chirgich bilan o'chirish mumkin emas, chunki suv oqimi o'tkazgich bo'lib, yana kontaktlarning zanglashiga olib, yong'in sababini tiklashi mumkin. Bunday holda, quruq qum yoki qumli yong'inga qarshi vositadan foydalanish kerak.


INSON ORGANI ELEKTR TOKI O'TKAZISHIDIR

Agar odam tasodifan quvvatlansa, shikastlanish yoki hatto o'lim bo'lishi mumkin.

Elektr zanjirlari bilan ishlaganda:
- Yalang'och simlarga bir vaqtning o'zida ikkala qo'l bilan tegib bo'lmaydi.
- yerda yoki nam (hatto tsement yoki yog'och) polda turgan holda yalang'och simga tegmang.
- Nosoz elektr jihozlarini ishlatmang.
- elektr moslamasini quvvat manbaidan uzmasdan ta'mirlay olmaysiz.

Elektr toki urishi qurboniga birinchi yordam.

Ko'pincha odamning o'zi tok o'tkazuvchi simlardan xalos bo'lolmaydi, chunki ... Elektr toki mushaklarning konvulsiv qisqarishiga olib keladi yoki jabrlanuvchi ongini yo'qotadi. Avval siz odamni oqim o'tkazuvchi simlardan uzishingiz kerak. Buning uchun siz oqimni o'chirib qo'yishingiz yoki hisoblagich yaqinida joylashgan sigortalarni burishingiz kerak. Agar kalit uzoqda bo'lsa, uni simdan tortib olish uchun yog'och tayoqni (o'tkazmaydigan ob'ekt) ishlatish kerak. Oyoqlaringiz ostida izolyatsion sirt bo'lishi kerak: kauchuk mat, quruq taxtalar yoki linolyum. Siz jabrlanuvchini faqat quruq kiyimning uchlari va bir qo'lingiz bilan yalang qo'llaringiz bilan simlardan tortib olishingiz mumkin. Erga ulanganlarga tegmang. Supero'tkazuvchilar ob'ektlar!
Keyin jabrlanuvchini orqa tomonga yotqizish va shifokorni chaqirish kerak.

Barmoqlaringizni rozetkaga tiqmang, ular keyinroq yordam beradi!

TA’RIF, MAQSAD VA TASNIFI

ELEKTR Izolyator MATERIALLAR

Dielektriklar- elektrostatik maydonlar uzoq vaqt mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan moddalar. Ushbu materiallar, o'tkazgichlardan farqli o'laroq, ularga qo'llaniladigan doimiy kuchlanish ta'sirida deyarli elektr tokini o'tkazmaydi.

Elektr izolyatsiyasining maqsadi, birinchi navbatda, elektr moslamasining ishlashi uchun kiruvchi yo'llar bo'ylab oqim o'tishining oldini olishdir. Bundan tashqari, elektr qurilmalaridagi dielektriklar, xususan, kondensatorlar faol rol o'ynaydi, kerakli sig'imni ta'minlaydi.

Dipol dielektriklar - molekulalari fazoda assimetrik tarzda joylashtirilgan; ular odatda neytral dielektriklarga qaraganda yuqori dielektrik o'tkazuvchanlikka ega. Dipol dielektriklar gigroskopikroq va neytrallarga qaraganda suv bilan oson namlanadi.

Dielektriklar ham bo'linadi heteropolyar (ionli), molekulalari nisbatan osonlik bilan qarama-qarshi zaryadlangan qismlarga bo'linadi (ionlar) va gomeopolar, ionlarga bo'linmaydi.

Kimyoviy tarkibiga ko'ra, elektr izolyatsion materiallar quyidagilarga bo'linadi organik, V tarkibiga uglerod kiradi va noorganik, tarkibida uglerod yo'q. Qoida sifatida, noorganik materiallar yuqori issiqlik qarshiligiga ega, organikdan ko'ra.

DİELEKTRIKLARNING ELEKTR O'TKAZISHI

O'z maqsadiga ko'ra, doimiy kuchlanish ta'sirida dielektriklar oqimning umuman o'tishiga yo'l qo'ymasligi kerak, ya'ni ular bo'lishi kerak. o'tkazgich bo'lmaganlar. Biroq, amalda qo'llaniladigan barcha elektr izolyatsion materiallar, doimiy kuchlanishni qo'llashda, ba'zi bir ahamiyatsiz oqimni o'tkazadi. qochqin oqimi. Shunday qilib, elektr izolyatsiya materiallarining qarshiligi juda katta bo'lsa-da, cheksiz emas.

Qarshilik izolyatsiya bo'limi izolyatsiyaning ushbu qismiga qo'llaniladigan doimiy kuchlanish nisbatiga teng U (voltlarda) oqish oqimiga I(amperda) ushbu bo'lim orqali:

Izolyatsiyaning o'tkazuvchanligi

.

Farqlash volumetrik qarshilik izolyatsiya R V , tokning qalinligi orqali o'tishi uchun izolyatsiya tomonidan yaratilgan to'siqni raqamli aniqlash va sirt qarshiligiR S izolyatsiya yuzasi bo'ylab oqimning o'tishiga to'siqni aniqlash va namlik, ifloslanish va boshqalar tufayli dielektrikning sirt qatlamining yuqori o'tkazuvchanligi mavjudligini tavsiflovchi.

Empedans Izolyatsiya elektrodlar, hajm va sirt o'rtasida parallel ravishda bog'langan ikkita qarshilik natijasi sifatida aniqlanadi:

Kesma bilan izolyatsiyalashning tekis qismi uchun S[sm 2 ] va qalinligi h[sm] hajmli qarshilik (qirralarning ta'siridan tashqari) quyidagilarga teng:

.

Raqamli ρ V qirrasi 1 bo'lgan kubning qarshiligiga (Ohm) teng sm ma'lum bir materialning, agar oqim kubning ikkita qarama-qarshi tomonidan o'tsa:

.

1 Om∙sm= 10 4 Om∙mm 2 /m= 10 6 mŌ∙sm= 10 -2 Om∙m.

Volumetrik qarshilikning o'zaro ta'siri

,

chaqirdi o'ziga xos hajm o'tkazuvchanligi material.

Qiymatlar ρ V Amalda ishlatiladigan qattiq va suyuq elektr izolyatsion materiallar taxminan 10 8 -10 10 oralig'ida Om∙sm muhim bo'lmagan hollarda (yog'och, marmar, asbest tsement va boshqalar) ishlatiladigan nisbatan past sifatli materiallar uchun 10 16 -10 18 gacha Om∙sm amber, polistirol, polietilen va boshqalar kabi materiallar uchun Ionlashtirilmagan gazlar uchun ρ V taxminan 10 19 -10 20 Om∙sm Yuqori sifatli qattiq dielektrik va yaxshi o'tkazgichning (normal haroratda) qarshiligining nisbati ulkan raqam bilan ifodalanadi - 10 22 -10 24.

Maxsus sirt qarshiligiρ S elektr izolyatsiyalovchi materialning xususiyatini tavsiflaydi, undan yasalgan izolyatsiyada sirt qarshiligini hosil qiladi. Uzunlikdagi parallel tekis qirralarga ega elektrodlar orasidagi sirt qarshiligi (qirralarning ta'sirini e'tiborsiz qoldirish). b, bir-biridan uzoqda joylashgan A, materialning qalinligi orqali volumetrik qochqin oqimini istisno qilganda, u teng bo'ladi , Qayerda.

Kattalik ρ S son jihatdan ma'lum bir materialning yuzasida kvadratning (har qanday o'lchamdagi) qarshiligiga teng , agar oqim bu kvadratning ikki qarama-qarshi tomonini cheklovchi elektrodlarga berilsa .

Dielektriklarning elektr o'tkazuvchanligining fizik tabiati

Dielektriklarning elektr o'tkazuvchanligi ularda erkin (ya'ni, ma'lum molekulalar bilan bog'lanmagan va qo'llaniladigan elektr maydoni ta'sirida harakat qila oladigan) zaryadlangan zarralar: ionlar, molyonlar (kolloid zarralar) va ba'zan elektronlar mavjudligi bilan izohlanadi.

Ko'pgina elektr izolyatsiya materiallari uchun eng tipik ion o'tkazuvchanligi. Shuni ta'kidlash kerakki, ba'zi hollarda dielektrikning asosiy moddasi elektrolizga duchor bo'ladi; Masalan, shisha, uning shaffofligi tufayli elektroliz mahsulotlarining chiqishi bevosita kuzatilishi mumkin. To'g'ridan-to'g'ri oqim shishadan o'tkazilganda, o'tkazuvchanlikni kamaytirish uchun qizdirilganda, katodda shishani tashkil etuvchi metallarning, birinchi navbatda, natriyning xarakterli daraxtga o'xshash konlari ("dendritlar") hosil bo'ladi. Ko'pincha, dielektrikning asosiy moddasi molekulalari oson ionlanish qobiliyatiga ega bo'lmagan holatlar kuzatiladi, ammo ion elektr o'tkazuvchanligi dielektrikda deyarli muqarrar ravishda mavjud bo'lgan aralashmalar - namlik, tuzlar, kislotalar, ishqorlar va boshqalar. Hatto juda kichik, ba'zan kimyoviy tahlil bilan aniqlash qiyin bo'lgan aralashmalar ham moddaning o'tkazuvchanligiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin; Shuning uchun dielektriklarni ishlab chiqarishda va umuman elektr izolyatsiyalash texnologiyasida boshlang'ich mahsulotlarning tozaligi va ish joyining tozaligi juda muhimdir. Ion o'tkazuvchanligi bo'lgan dielektrikda Faraday qonuniga qat'iy rioya qilinadi, ya'ni izolyatsiyadan o'tgan elektr miqdori (doimiy oqimda) va elektroliz paytida chiqarilgan moddaning miqdori o'rtasidagi mutanosiblik.

Ko'payganda harorat Elektr izolyatsion materiallarning qarshiligi, qoida tariqasida, sezilarli darajada kamayadi. Shubhasiz, elektr izolyatsiyasining ishlash shartlari yanada og'irlashadi. Past haroratlarda, aksincha, hatto juda yomon dielektriklar ham yuqori qiymatlarga ega bo'ladi ρ V .

Hatto oz miqdordagi suvning mavjudligi sezilarli darajada kamayishi mumkin ρ V dielektrik. Bu suvda mavjud bo'lgan aralashmalarning ionlarga ajralishi yoki suvning mavjudligi moddaning o'zi molekulalarining ajralishiga yordam berishi bilan izohlanadi. Shunday qilib, elektr izolyatsiyasining ishlash shartlari qachon qiyinlashadi hidratsiya. Namlik o'zgarishiga juda kuchli ta'sir qiladi ρ V tolali va namlik tolalar bo'ylab uzluksiz plyonkalarni hosil qilishi mumkin bo'lgan boshqa materiallar - butun dielektrikni bir elektroddan ikkinchisiga o'tkazadigan "ko'priklar".

Quritgandan keyin namlikdan himoya qilish uchun gigroskopik materiallar singdiriladi yoki gigroskopik bo'lmagan laklar, aralashmalar va boshqalar bilan qoplanadi. quritish elektr izolyatsiyasi, undan namlik chiqariladi va uning qarshiligi ortadi. Shuning uchun, harorat oshishi bilan ρ V namlangan material dastlab hatto o'sishi mumkin (agar namlikni yo'qotishning ta'siri haroratning oshishi ta'siridan ustun bo'lsa) va faqat namlikning sezilarli qismini olib tashlaganidan keyin pasayish boshlanadi. ρ V .

Izolyatsiya qarshiligi bilan kamayishi mumkin kuchlanishning oshishi, muhim amaliy ahamiyatga ega: ish kuchlanishidan past bo'lgan kuchlanishdagi izolyatsiya qarshiligini (mashina, kabel, kondansatör va boshqalar) o'lchash orqali biz haddan tashqari baholangan qarshilik qiymatini olishimiz mumkin.

Giyohvandlik R dan kuchlanish qiymati bo'yicha bir qator sabablar bilan izohlanadi:

    dielektrikda fazoviy zaryadlarning hosil bo'lishi;

    elektrodlar va o'lchangan izolyatsiya o'rtasidagi zaif aloqa va boshqalar.

Etarlicha yuqori kuchlanishda elektronlar elektr maydon kuchlari tomonidan chiqarilishi mumkin; bu holda yaratilgan qo'shimcha elektron o'tkazuvchanlik umumiy elektr o'tkazuvchanligining sezilarli darajada oshishiga olib keladi. Bu hodisa dielektrik parchalanish rivojlanishidan oldin sodir bo'ladi.

Qattiq dielektrikga doimiy kuchlanish qo'llanilganda, ko'p hollarda oqim vaqt o'tishi bilan asta-sekin kamayadi, asimptotik ravishda ma'lum bir barqaror holat qiymatiga yaqinlashadi. Shunday qilib, asta-sekin dielektrikning o'tkazuvchanligi oshadi va qarshilik kamayadi. Vaqt o'tishi bilan o'tkazuvchanlikning o'zgarishi kosmik zaryadlarning shakllanishi, dielektrikdagi elektroliz jarayonlari va boshqa sabablar bilan bog'liq.

Maxsus sirt qarshiligidagi o'zgarishlarning xarakteri ρ S turli omillardan (harorat, namlik, kuchlanish, kuchlanish ta'sir qilish vaqti) dielektriklar o'zgarish tabiatiga o'xshaydi. ρ V yuqorida muhokama qilingan. Kattalik ρ S gigroskopik dielektriklar namlikka juda sezgir.

Dielektriklarning qutblanishi

Dielektriklarning eng muhim xossasi tashqi tatbiq etilgan elektr kuchlanish ta'sirida qutblanish qobiliyatidir. Polarizatsiya dielektrikning zaryadlangan moddiy zarrachalarining fazoviy holatining o'zgarishiga to'g'ri keladi va dielektrik oladi. induksiyalangan elektr momenti, va unda elektr zaryadi hosil bo'ladi. Agar biz kuchlanish qo'llaniladigan elektrodlar bilan izolyatsiyaning ba'zi qismini ko'rib chiqsak U [V], keyin ushbu bo'limning zaryadi Q [Cl] ifoda bilan aniqlanadi

Q= C.U. .

Bu yerga BILAN Faradlarda o'lchanadigan izolyatsiyaning ma'lum bir qismining sig'imi (f).

Izolyatsiya quvvati ham materialga (dielektrik), ham geometrik o'lchamlarga va izolyatsiyaning konfiguratsiyasiga bog'liq.

Berilgan dielektrikning elektr sig'im hosil qilish qobiliyati deyiladi dielektrik doimiy va belgilanadi ε . Kattalik ε vakuum bitta sifatida olinadi.

Mayli BILAN O- ixtiyoriy shakl va o'lchamdagi vakuumli kondensatorning sig'imi. Agar kondansatör plitalarining o'lchami, shakli va nisbiy holatini o'zgartirmasdan, uning plitalari orasidagi bo'shliq dielektrik o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan material bilan to'ldirilsa. ε , keyin kondansatkichning sig'imi ortadi va qiymatga etadi

C=e C O .

Shunday qilib, moddaning dielektrik o'tkazuvchanligi, agar kondensator elektrodlarining o'lchami va shakli o'zgarmagan holda, elektrodlar orasidagi bo'shliq berilgan modda bilan to'ldirilgan bo'lsa, vakuum kondensatorining sig'imi necha marta oshishini ko'rsatadigan raqam. Berilgan geometrik o'lcham va shakldagi kondansatkichning sig'imi to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir ε dielektrik.

Dielektrik o'tkazuvchanlik qiymati elektrostatikaning ko'plab asosiy tenglamalariga kiritilgan. Ha, qonun bo'yicha kulon kattalikdagi ikki nuqtali elektr zaryadlarining o'zaro itarish kuchi Q 1 va Q 2 (mutlaq zaryad birliklari) dielektrik doimiy bo'lgan muhitda joylashgan ε bir-biridan uzoqda h[sm] , bu:

Dielektrik doimiy o'lchovsiz kattalikdir. Gazlar uchun u 1 ga juda yaqin. Demak, normal sharoitda havo uchun ε= 1.00058. Ko'pgina suyuq va qattiq elektr izolyatsion materiallar uchun ε – bir necha birliklar tartibida, kamroq tez-tez o'nlab va juda kamdan-kam hollarda 100 dan oshadi. Maxsus sinfning ba'zi moddalari - ferroelektriklar - ma'lum sharoitlarda dielektrik o'tkazuvchanlikning juda yuqori qiymatlariga ega.

Polarizatsiyaning fizik mohiyati

Polarizatsiya, o'tkazuvchanlik kabi, kosmosda elektr zaryadlarining harakati natijasida yuzaga keladi. Ushbu ikki hodisa o'rtasidagi farqlar:

    qutblanish siljishni keltirib chiqaradi bog'liq ma'lum molekulaning chegarasidan tashqariga chiqa olmaydigan zaryadlarning ma'lum molekulalari bilan, o'tkazuvchanlik esa dielektrikda nisbatan katta masofada harakatlanishi mumkin bo'lgan erkin zaryadlarning harakati (drift) bilan bog'liq;

    qutblanish siljishi - zaryadlarning elastik siljishi; dielektrikga qo'llaniladigan kuchlanish tugagach, joy o'zgartirilgan zaryadlar o'zlarining dastlabki holatiga qaytishga intiladi, bu esa o'tkazuvchanlik uchun xos emas;

    bir hil materialning qutblanishi deyarli barcha dielektrik molekulalarda sodir bo'ladi, dielektriklarning elektr o'tkazuvchanligi ko'pincha kichik miqdordagi aralashmalar (ifloslantiruvchi moddalar) mavjudligi bilan belgilanadi.

O'tkazuvchanlik oqimi dielektrikga tashqi tomondan doimiy kuchlanish qo'llanilganda mavjud bo'lsa-da, egilish oqimi (kapasitiv oqim) faqat to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish yoqilganda yoki o'chirilganda yoki hatto qo'llaniladigan kuchlanishning kattaligi o'zgarganda paydo bo'ladi; uzoq vaqt davomida; anchadan beri ta'siri ostida faqat dielektrikda sig'imli oqim mavjud o'zgaruvchan kuchlanish.

Qutblanishning eng tipik turlari elektron, ion va dipoldir.

Elektron polarizatsiya- elektron orbitalarining atom yadrosiga nisbatan siljishi. Tashqi elektr maydon qo'llanilganda elektron polarizatsiya juda qisqa vaqt ichida sodir bo'ladi (taxminan 10-15). sek).

Ion polarizatsiyasi(ionli dielektriklar uchun) - molekulani tashkil etuvchi ionlarning bir-biriga nisbatan siljishi. Ushbu qutblanish elektron qutblanishdan uzoqroq davrlarda, lekin juda qisqa davrlarda ham sodir bo'ladi - taxminan 10 -13 soniya.

Elektron va ion polarizatsiyasi - navlari deformatsiya polarizatsiyasi, tashqi elektr maydoni yo'nalishi bo'yicha bir-biriga nisbatan zaryadlarning siljishini ifodalaydi.

Dipol (orientatsiya) qutblanish moddaning dipol molekulalarining aylanishiga (orientatsiyasiga) tushadi. Bu qutblanish deformatsiya polarizatsiyasi bilan solishtirganda son jihatdan katta va turli moddalar molekulalari uchun har xil, lekin deformatsiya qutblanishining davomiyligidan sezilarli darajada uzoqroq bo'lgan vaqt oralig'ida butunlay sodir bo'ladi.

Ko'rinib turibdiki, neytral dielektriklarda faqat deformatsiya polarizatsiyasi sodir bo'lishi mumkin. Bu dielektriklar nisbatan past dielektrik doimiylikka ega (masalan, suyuq va qattiq uglevodorodlar uchun). ε taxminan 1,9-2,8).

1.1-jadval

Ayrim moddalarning dielektrik o'tkazuvchanligi

Deformatsiya qutblanishiga qo'shimcha ravishda orientatsiya polarizatsiyasi ham kuzatiladigan dipol dielektriklar neytral dielektriklarga nisbatan yuqori dielektrik o'tkazuvchanlikka ega va dipol dielektriklarda, masalan, suv uchun, ε = 82.

Umuman olganda, dipol moddaning dielektrik o'tkazuvchanligi kattaroq bo'lsa, molekula hajmi (yoki molekulyar og'irligi) qanchalik kichik bo'lsa. Ha, juda katta ε suv uning molekulasining juda kichik o'lchamlari bilan bog'liq.

Dielektrik doimiyning chastotaga bog'liqligi. Deformatsiyaning qutblanishini o'rnatish vaqti zamonaviy radioelektronikada qo'llaniladigan eng yuqori chastotalarda ham kuchlanish belgisini o'zgartirish vaqtiga nisbatan juda qisqa bo'lganligi sababli, neytral dielektriklarning qutblanishini to'liq aniqlash mumkin bo'lgan vaqt ichida. o'zgaruvchan kuchlanishning yarim davri bilan solishtirganda e'tibordan chetda. Shuning uchun deyarli hech qanday muhim qaramlik yo'q e chastotadan neytral dielektriklar bunday qilmaydi.

Dipol dielektriklar uchun o'zgaruvchan kuchlanish chastotasi ortib borayotganligi sababli, qiymat ε boshida ham o'zgarishsiz qoladi, lekin ma'lumdan boshlab kritik chastota, polarizatsiya bir yarim tsiklda o'zini to'liq o'rnatish uchun vaqt topa olmasa, ε pasayishni boshlaydi, juda yuqori chastotalarda neytral dielektriklarga xos bo'lgan qiymatlarga yaqinlashadi; Harorat oshishi bilan kritik chastota ortadi.

Keskin tarzda bir hil bo'lmagan dielektriklar, Xususan, suv qo'shilgan dielektriklarda, deb ataladigan hodisa oraliq qatlamNuh qutblanish. Qatlamlararo polarizatsiya dielektriklar orasidagi interfeyslarda (namlangan dielektrikda, tarqalgan suv yuzasida) elektr zaryadlarining to'planishiga kamayadi. Qatlamlararo polarizatsiyani o'rnatish jarayonlari juda sekin va daqiqalar va hatto soatlar davomida sodir bo'lishi mumkin. Shuning uchun, ikkinchisining namlanishi tufayli izolyatsiya quvvatining oshishi kattaroq bo'lsa, izolyatsiyaga qo'llaniladigan o'zgaruvchan kuchlanish chastotasi qanchalik past bo'lsa.

BoshDielektrik doimiyning haroratga bog'liqligi. Neytral dielektriklar uchun ε haroratga kuchsiz bog'liq bo'lib, moddaning termal kengayishi, ya'ni moddaning birlik hajmiga to'g'ri keladigan qutblanuvchi molekulalar sonining kamayishi tufayli ikkinchisining ortishi bilan kamayadi.

Past haroratlarda dipol dielektriklarda, modda yuqori yopishqoqlikka ega bo'lganda, dipol molekulalarining maydon bo'ylab yo'nalishi ko'p hollarda imkonsiz yoki har qanday holatda qiyin. Haroratning oshishi va viskozitenin kamayishi bilan dipol orientatsiyasi ehtimoli osonlashadi, natijada ε sezilarli darajada oshadi. Yuqori haroratlarda molekulalarning termal xaotik termal tebranishlarining kuchayishi tufayli molekulyar yo'nalishning tartiblilik darajasi pasayadi, bu yana pasayishiga olib keladi. ε .

Ion polarizatsiyasi bo'lgan kristallarda, ko'zoynak, chinni va shishasimon faza yuqori bo'lgan boshqa turdagi keramikalarda dielektrik o'tkazuvchanlik harorat oshishi bilan ortadi.

DIELEKTR JISALAR

DIELEKTR JISALAR

Aks holda, izolyatorlar, ya'ni elektr tokini o'tkazmaydigan jismlar o'tkazgich emas.

Rus tilida foydalanishga kirgan xorijiy so'zlarning to'liq lug'ati - Popov M., 1907 .

DIELEKTR JISALAR

o'tkazmaydigan elektr toki, izolyatorlar.

, 1907 .

Izolyatorlar yoki dielektrik jismlar

umuman olganda, elektr tokini yomon o'tkazadigan va o'tkazgichlarni izolyatsiya qilish uchun xizmat qiladigan barcha jismlar; xususan, bu nom shisha yoki chinni ko'zoynakni anglatadi, ishlatiladi. simni qutblarga biriktirilgan nuqtalarda izolyatsiya qilish uchun telegraf liniyasida.

Rus tiliga kiritilgan xorijiy so'zlarning lug'ati - Pavlenkov F., 1907 .


Boshqa lug'atlarda "DIELEKTR JANLAR" nima ekanligini ko'ring:

    Maykl Faraday tomonidan elektr tokini o'tkazmaydigan yoki aks holda havo, shisha, turli xil smolalar, oltingugurt va boshqalar kabi elektr tokini yomon o'tkazadigan jismlarga berilgan nom Bunday jismlarga izolyatorlar ham deyiladi. Faraday tadqiqotlaridan oldin, 30-yillarda ... ...

    Maykl Faraday tomonidan elektr tokini o'tkazmaydigan yoki boshqacha qilib aytganda elektr tokini yomon o'tkazuvchi jismlarga berilgan nom, masalan, havo, shisha, turli smolalar, oltingugurt va boshqalar.Bunday jismlar izolyatorlar ham deyiladi. 1930-yillarda Faraday tadqiqotlaridan oldin ... ... Brokxaus va Efron entsiklopediyasi

    Elektrning yomon o'tkazgichlari va shuning uchun o'tkazgichlarni izolyatsiya qilish uchun ishlatiladi. Rus tiliga kiritilgan xorijiy so'zlarning lug'ati. Chudinov A.N., 1910. IZOLATORLAR YOKI DIELEKTR JISALAR, umuman, yomon o'tkazuvchan bo'lgan barcha jismlar... ... Rus tilidagi xorijiy so'zlar lug'ati

    Elektr tokini yaxshi o'tkazmaydigan moddalar. "D" atamasi. (yunoncha diaá through va inglizcha elektr elektr dan) M. Faraday (Qarang: Faraday) tomonidan elektr maydonlari kirib boradigan moddalarni belgilash uchun kiritilgan. Har qanday moddada ...... Buyuk Sovet Entsiklopediyasi

    ULTRA-QISQA TO'lqinlar- birinchi marta Schliephake terapiyasida qo'llanilgan. Diatermiyada ishlatiladigan o'zgaruvchan toklar 300 400 m to'lqin uzunligi bilan sekundiga 800 000 dan 1 million tebranish chastotasi bilan tavsiflanadi, 10 ... chastotali oqimlar. Buyuk tibbiy ensiklopediya

    elektr- 3.45 elektr [elektron, dasturlashtiriladigan elektron]; Elektr va/yoki elektron va/yoki dasturlashtiriladigan elektron texnologiyaga asoslangan E/E/PE (elektr/elektron/programlanadigan elektron; E/E/PE). Manba … Normativ-texnik hujjatlar atamalarining lug'at-ma'lumotnomasi

    Entsiklopedik lug'at F.A. Brockhaus va I.A. Efron

    Elektr hodisalarini o'rganishning tarmoqlaridan biri bo'lib, u muvozanat holatida bo'lgan elektr energiyasining jismlarga taqsimlanishini va bu holda paydo bo'ladigan elektr kuchlarini aniqlashni o'z ichiga oladi. E.ning poydevori ... ... ish bilan qoʻyilgan. Entsiklopedik lug'at F.A. Brockhaus va I.A. Efron

    Klassik elektrodinamika ... Vikipediya

    Klassik elektrodinamika Solenoidning magnit maydoni Elektr Magnitizm Elektrostatika Kulon qonuni ... Vikipediya

Kitoblar

  • Nanoelektronika uchun plyonkalar va tuzilmalarni kimyoviy cho'ktirish jarayonlarining asosiy tamoyillari, Mualliflar jamoasi, Monografiyada noan'anaviy uchuvchi boshlang'ich materiallardan foydalangan holda metall va dielektrik plyonkalarning kimyoviy bug'larini cho'ktirish jarayonlarini ishlab chiqish natijalari taqdim etilgan. Turkum: Texnik adabiyotlar Seriya: RAS SB ning integratsiya loyihalari Nashriyotchi: "SB RAS nashriyoti" Federal davlat unitar korxonasi, elektron kitob(fb2, fb3, epub, mobi, pdf, html, pdb, lit, doc, rtf, txt)
  • Muhandislar uchun "Qattiq jismlar fizikasi" darsligi, Gurtov V., Osaulenko R., Darslik qattiq jismlar fizikasi kursining tizimli va qulay taqdimoti boʻlib, unda kondensatsiyalangan moddalar fizikasining asosiy elementlari va uning... Kategoriyasi: