Электротехникалық материалтану

Диэлектриктің өрістенуі және оның электр өтімділігімен

жүктеу 1,45 Mb.

Pdf просмотр

бет	7/41
Дата	31.01.2023
өлшемі	1,45 Mb.
	#41077

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 41

Электротехникалы материалтану

1.2 Диэлектриктің өрістенуі және оның электр өтімділігімен
байланысы

Барлық диэлектриктер байланысқан электрлік зарядтарға ие:
атомдардың сол жақ зарядталған электрондық қабыршықтары және оң
зарядталған атомдық ядролар. Электр өрісіне диэлектриктер қосылмаған кезде
осы зарядтар концентрикалық күйде орналасқан, сондықтан атомдар электрлік
нейтралды.
Электр өрісінің әсерінен диэлектриктегі бөгелмелі электр зарядтар әсер
еткен күштің бағытымен ығысады. Ол ығысудың шамасы өріс кернеулігінің
мөлшерімен байланысты. Егер электр өрісінен ажыратса, онда жаңағы
зарядтар өз қалпына қайтадан оралады да, қайтадан атомдар электр нейтралды
болады. Дипольды молекулалар немесе полярлы диэлектриктер, электр
өрісінің арқасында өріспен бағыттасады. Егер де өрістен сондай
диэлектриктерді ажыратсақ, жылулық қозғалыстың әсерінен дипольдар
бейберекет болып бағытын жоғалтады. Диэлектриктер зарядтарының
көбісінің ығысуы өрістің кернеулігімен сызықты байланысады.
Ерекше топқа сегнетоэлектриктер жатады, олардың диэлектрлік ығысуы
кернеуліктің өзгеруі мен қисық сызыққа тәуелді және өрістің бір мезетінде
ығысуы қанығады. Ондай байланыс бірінші рет сегнет тұзында байқалған,

сондықтан осы топқа сәйкес келетін диэлектриктерді «сегнетоэлектрик»
дейміз.
Диэлектриктік өтімділік (ε) – заттан қандай сыйымдылық алуға
болатынын және өрістенудің дәрежесін көрсетеді. Диэлектрик өтімділігінің (ε)
макроскопиялық
шамасымен
диэлектриктердің
өрістену
дәрежесі
анықталады.
(1.1)
мұнда С – диэлектрик толтырылған конденсатор сыйымдылығы;
С
0
–
электродтардың арасында вакуум бар конденсатордың
сыйымдылығы.
Ал, конденсатор дегеніміз екі жағына электрод қосқан диэлектрик.
Электр тізбекке қосылған электродтары бар кез келген диэлектрик, белгілі бір
сыйымдылықты конденсатор ретінде қарастыра алады.
Конденсатордың заряды
ға тең. (1.2)
мұндағы C – конденсатор сыйымдылығы, U – оған келтірілген кернеу.
Келтірілген кернеудің берілген мәніндегі электр саны Q екі құрастырушыдан
тұрады: біріншісі вакуум бөліп тұрғанда бар болатын заряд Q
0,
екіншісі
электродтарды шын мәнінде бөліп тұратын, диэлектриктің өрістенуімен
бейімделген құрастырушы Q
д
.
Сонда
. (1.3)

Техника үшін ерекше маңызы бар, диэлектриктердің сипаттамаларының
бірі - оның салыстырмалы диэлектрлік өтімділігі (ε). Бұл шама белгілі бір
кернеуде алынған электродтардың арасында диэлектригі бар конденсатордың
заряды Q
д
, дәл сондай шарттағы, бірақ та электродтарының арасында вакуум
бар конденсатордың заряды Q
0
- ға қатынасы болып табылады:
. (1.4)
Әрбір заттың диэлектрик өтімділігі «1»-ден көп болуы керек.
Жоғарыда көрсетілген (1.1) теңдікті былай деп көрсетуге болады:
. (1.5)
мұнда С
0
– электродтардың арасында вакуум бар конденсатордың
сыйымдылығы.
Диэлектриктің өтімділігі заттың табиғатымен және сипатымен
байланысты. Құрамы күрделі, қатты диэлектриктердің диэлектрлік өтімділігін
(компоненттердің қоспалары) ығысу логарифмдік заңының негізімен
анықтауға болады.
. (1.6)
мұндағы ε
r1
, ε
r2
– жеке компоненттердің диэлектрлік өтімділігі.
θ
1,
θ
2
– компоненттердің көлемдік мөлшері.
х – компоненттердің диэлектрикте бөліп тарату тұрақтысы, мағынасы
(+1) - ден (-1) - ге дейін, жалпы (θ
1
+ θ
2
) =1.

ε – тәжірибе жүзінде анықталады. Ең қолайлы да, оңай өлшеу тәсілі –
диэлектрикті конденсатордың сыйымдылығын айнымалы тоқтың теңдестіру
көпірі арқылы өлшеу тәсілі.

жүктеу 1,45 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 41