Электротехникалық материалтану

Заттардың агрегаттық күйі

жүктеу 1,45 Mb.

Pdf просмотр

бет	5/41
Дата	31.01.2023
өлшемі	1,45 Mb.
	#41077

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 41

Электротехникалы материалтану

Электрлі қасиеттері бойынша заттардың топталуы.

Заттардың агрегаттық күйі.
Агрегаттық күйі бойынша заттар қатты,
сұйық және газ тәріздес болады. Қатты денелердің формасы серпінді, олар
бірқалыпты температурада формасы мен мөлшерін сақтайды. Қатты
денелерде өткізгіш диэлектриктер, сегнетоэлектриктер, магниттік заттарды
жасап шығару үшін қолданылады. Сұйық денелердің белгілі көлемі және
белгілі формасы жоқ. Бірінші жағдай оларды қатты денелерге, екіншісі –
газдарға жақындатады. Сұйықтардың ең маңыздысы ерекшелігі қатты
молекулалар аралық әрекеттігі (20
0
С=45·10
-6
атм.
-1
судың үшін қысылу
коэффициенті). Сұйықтардың ішіндегі қысым барлық бағыттарда біркелкі
таралады. (Паскаль заңы). Ең көп тараған, бөлшектері бір-біріне әсер ететін,
күйі әлсіз болатын заттарды газдар деп айтамыз. Бұл 3 негізгі агрегатты
заттардың күйінен басқа сұйық және қатты заттардың арасында өтпелі
агрегаттық күйі бар, олар балауыз типті заттар, парафиндер, гудрондар және
т.б. және сұйық пен газдардың арасында.
Электрлі қасиеттері бойынша заттардың топталуы.
Электрлік
қасиеттеріне байланысты барлық заттар диэлектриктер, өткізгіштер және
жартылай өткізгіштерге бөлінеді. Олардың арасындағы айырмашылықты
тиімді түрде қатты денелердің зоналық теориясының энергетикалық
диаграммасымен көрсетуге болады.
Әртүрлі заттардың газ тәрізді күйінде, яғни атомдары бір-бірінен үлкен
қашықтықта орналасқанда сәулелену спектрлерінің зерттеуі әрбір заттың
атомдары үшін белгілі спектральдік түзулер сипатты екенін көрсетеді. Бұл
әрбір атомдар үшін белгілі бір энергетикалық күйдің деңгейі болатындығын
білдіреді.
Бұл деңгейлердің бір бөлігі атомның қозбаған күйдегі электрондарымен
толтырылған, басқа деңгейлерінде электрондар тек қана атом сыртқы
энергетикалық әсерге ұшырағаннан кейін, яғни қозған кезде ғана орналаса
алады.
Тұрақты күйге келуге ұмтылған кезде, яғни электронның атом
энергиясы минималды болатын деңгейіне орналасу мезетінде, атом артық
энергияны шығара бастайды. Газ тәрізді заттың сұйық күйге өткенінде, одан
кейін қатты заттың кристалдық торының құрылуы кезінде, көршілес
атомдардың бір-біріне әсер етуінен берілген атомдағы барлық электрондық
деңгейлер біраз ығысады. Осының нәтижесінде қатты денедегі жекеленген
атомдардың энергетикалық деңгейлерінен бүтін жолақ энергетикалық
деңгейлер аумағы пайда болады.
Диэлектриктердің, жартылай өткізгіштердің және өткізгіштердің
энергетикалық диаграммалары әртүрлі.
Диэлектриктер деп тыйым салынған, аумағы жоғары, қалыпты жағдайда
электрондық электр өткізгіштігі байқалмайтындай материалдарды атайды.

Жартылай өткізгіш материалдарда тыйым алынған аумағының ені
кішірек болады. Электрондар сыртқы энергетикалық әсер арқылы тыйым
салынған аумақтан өте алады.
Өткізгіш материалдарда электрон толтырылған зона бос энергетикалық
зонасымен түйісіп жатады.
Осы себепті металдардағы электрондар бос болады, электр өрісінің
кернеулігі әлсіз болса да, оның әсерінен толық зона деңгейінен бос деңгейге
өте алады.
5.К Сурет - Диэлектриктердің, жартылай өткізгіштердің және
өткізгіштердің энергетикалық диаграммалары
Жартылай өткізгіштерде бос электрондар болмаса, оған берілген
потенциалдар айырмасы тоқ тудыра алмайды. Егер сырттан электрондар
тыйым салынған аймақтан лақтыру үшін жеткілікті энергия берілсе, онда бос
қалған электрондар еркін жылжи алады және электр өрісінің әсерімен
жартылай өткізгіштің электрондық электр өткізгіштігін тудырады. Электрон
айырылып кеткенде толтырылған аймақта «электронды кемтік» пайда болады.
Осының нәтижесінде жартылай өткізгіштер электрондарының «эстафеталық»
қозғалысы басталады. Олар пайда болған кемтіктерді толықтырады және де
электрлі өріс әсерімен кемтік, эквивалентті оң заряд ретінде өріс бағытымен
қозғалып отырады. Электрондардың еркін күйге өту үрдісі кері құбылыспен,
яғни электронның қалыпты күйіне қайтуымен қоса жүреді. Нәтижесінде
затта тепе-тең құрылады, яғни бос аймаққа ауысатын электрондар саны
толтырылған аймаққа кері қайтатын электрондар санына тең болады.

Температураның жоғарылауымен жартылай өткізгіштің бос электрондар
саны жоғарылайды, ал температураның абсолютті нөлге дейін төмендеуінен
нөлге дейін кемиді. Сонымен, әртүрлі температураға сай заттардың электр
өткізгіштігі әртүрлі болады. Электронды бос күйіне ауыстыру үшін немесе
кемтіктің құрылуы үшін қажетті энергияны тек жылулық қозғалыс қана емес,
энергияның басқа да көздері, мысалы, жарық, электрондар және ядролы
бөлшектердің ағыны, магниттік өрістер, механикалық әсерлер және т.б.
жеткізе алады. Электрлі қасиеттер зат атомдарының өзара әсерлер
шарттарымен анықталады және берілген атомның міндетті түрдегі ерекшелігі
болып табылмайды. Мысалы, көміртегі алмаз ретінде диэлектрик болып
табылады, ал графит түрінде жоғары өткізгіштікке иемденеді.
Кристалды тордың қоспалары мен ақаулары қатты денелердің электрлі
қасиеттеріне қатты әсер етеді.

жүктеу 1,45 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 41