Электротехникалық материалтану

Қатты денелердің электрөткізгіштігі

жүктеу 1,45 Mb.

Pdf просмотр

бет	15/41
Дата	31.01.2023
өлшемі	1,45 Mb.
	#41077

1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 ... 41

Электротехникалы материалтану

2.4 Қатты денелердің электрөткізгіштігі

Қатты денелердің электр өткізгіштігіне себеп болатын диэлектриктің
өзінің иондары және кездейсоқтық қоспалардың иондары, ал кейбір
материалдарда бос электрондарда себеп болады. Электрондық электр
өткізгіштің түрі эксперимент бойынша Фародейдің заңымен тағайындалады.
(белгіленеді).
Ионды электрөткізгіш болса, онда заттың (бөлшектердің) ығысуы қоса жүреді.
Электрондық электр өткізгіштікте осы құбылыс байқалмайды.
Қатты диэлектриктен электр тоғы өткен кезде ішіндегі қоспалардың
иондары бірге жойылуы (өтуі) мүмкін, олар электродтарға айырылады.
Құрамы ионды қатты диэлектриктерде электр өткізгіштікке себеп
болатын қызу қозғалыстың флюктуациясының арқасында босайтын
иондардың ығысуы. Төменгі температурада әлсіз байланысқан иондар
жылжиды, яғни қоспалардың ионы. Жоғары температураларда кристалл
торының түйініндегі кейбір иондар босайды, солар өткізгіштікке себеп
болады.
Атомды және молекуларлы торды қатты диэлектриктерде электр
өткізгіштік қоспалардың қосылуымен байланысты олардың меншікті
өткізгіштігі аз.
Әр жеке кезде электр өткізгіштік механизмнің мәселесі заряд
тасымалдаушы активация күші туралы берілгенмен анықталады. Мысалы жай
қалыпта, NaCl активациясының қуаты, жай қалыпта, 0,85 эВ болады. Хлор
иондарының активация қуаты 3 есе көп, электрондардың активация энергиясы
тең 6 эВ – қа, ал қызулық қозғалыстың энергиясы комната температурасында
бар болғаны 0,025 эВ.
Бір белгілі температурада меншікті өткізгіштік сұйықтардікі сияқты тең
болады:

ал σ/E = u, мұнда u = қозғалғыштық, СU жүйесінде өлшем бірлігі М
2
/(С∙В).
Электрондардың қозғалғыштығы иондардікінен бірнеше есе жылдам болады.
Мысалы ТіО
2
электрондардың жылдамдығы
, ал керамикадағы
иондардікі
.
Жоғарыда айтылғанға сәйкес, электрондық электр өткізгіштікті
диэлектрикте электрондардың шоғырлануы иондық электр өткізгіштікті
диэлектриктің тасымалдаушыларының шоғырлануына қарағанда 10
9
- 10
12
есе
төмен.
Шамамен қатты диэлектриктердің меншікті өткізгіштігін төменде
көрсетілген формуламен санауға болады.
Меншікті көлемдік кедергінің температураға қатынасын мынандай
формуламен есептейді:
S = Bexp(в/т)
немесе S = S
0
exp(-Lt),
мұнда S
0
және L –тұрақты шамалар, t – температура,
0
С.
;
Меншікті кедергінің температуралық коэффициенті:

мұнда «в» эксперимент бойынша табылады. Ол үшін меншікті өткізгіштіктің
кері температураға қатынасын өлшеу керек.
- температураға тәуелді, сонымен:
;
Ионды торлы кристалдық құрылысы бар денелерде электр өткізгіштік
иондардың валенттігіне байланысады. Иондары бір валенттік кристалдардың
өткізгіштігі көп валентті кристалдарға қарағанда жоғары болады. Иондық
кристалдардың өткізгіштігі әр бағытта әртүрлі. Аморфты денелерде
өткізгіштік барлық бағытта бірдей.
Жоғары молекулалық және элемент органикалық полимерлерде
меншікті өткізгіштік полимеризацияның және вулканизацияның дәрежесіне
тәуелді. Аморфты денелердің бір үлкен тобы анорганикалық шынылар.
Шынылардың электр өткізгіштігі химиялық құрылыммен өте тығыз
байланысты, сондықтан меншікті өткізгіштіктің мағынасын алдын ала
реттеуге болады. Таза шынылар – кварц, балқытылған кварцтың өткізгіштігі
өте төмен, ал қоспалар қоссақ, өткізгіштікті көбейтуге, өзгертуге болады.
Электротехникалық фарфордың ішінде шыны қоспалар, осы заттың
өткізгіштігін барий тотығын қосса, азайтуға болады.
Қатты заттардың, егер де олардың ішінде не бетінде су, ылғал болса,
өткізгіштігі айқын көтеріледі. Осы заттарды кептірсе, өткізгіштіктері азаяды.
Жоғарыда көрсетілген қатты денелердің электр өткізгіштіктері электр өрісі
кернеуінің онша жоғары емес мағынасында өлшенеді. Үлкен кернеулерде,
өрістің кернеулігі жоғары кезде, кристалдық диэлектриктерде электрондық
тоқтың пайда болуы мүмкіншілігін ескеру керек.

жүктеу 1,45 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 ... 41