Kekonduksian elektrik dielektrik ialah ciri fizikal yang penting. Maklumat mengenainya membolehkan anda mengenal pasti kawasan penggunaan bahan.
Syarat
Mengikut kekonduksian arus elektrik, bahan dibahagikan kepada kumpulan:
- dielektrik;
- konduktor;
- konduktor.
Logam ialah konduktor arus yang sangat baik - kekonduksian elektriknya mencapai 106-108 (Ohm m)-1.
Dan bahan dielektrik tidak mampu mengalirkan elektrik, jadi ia digunakan sebagai penebat. Mereka tidak mempunyai pembawa cas percuma, berbeza dalam struktur dipol molekul.
Semikonduktor ialah bahan pepejal dengan nilai kekonduksian pertengahan.
Klasifikasi
Semua bahan dielektrik dibahagikan kepada jenis kutub dan bukan kutub. Dalam penebat kutub, pusat cas positif dan negatif berada di luar pusat. Molekul bahan tersebut adalah serupa dalam parameter elektriknya dengan dipol tegar, yang mempunyai momen dipolnya sendiri. Air boleh digunakan sebagai dielektrik kutub.ammonia, hidrogen klorida.
Dielektrik bukan kutub dibezakan dengan kebetulan pusat cas positif dan negatif. Mereka adalah serupa dalam ciri elektrik kepada dipol elastik. Contoh penebat tersebut ialah hidrogen, oksigen, karbon tetraklorida.
Kekonduksian elektrik
Kekonduksian elektrik dielektrik dijelaskan dengan kehadiran sebilangan kecil elektron bebas dalam molekulnya. Dengan anjakan caj di dalam bahan dalam tempoh masa tertentu, penubuhan kedudukan keseimbangan secara beransur-ansur diperhatikan, yang merupakan sebab kemunculan arus. Kekonduksian elektrik dielektrik wujud pada saat mematikan dan menghidupkan voltan. Sampel teknikal penebat mempunyai bilangan maksimum caj percuma, oleh itu, arus tidak ketara muncul di dalamnya.
Kekonduksian elektrik dielektrik dalam kes nilai voltan malar dikira daripada arus melalui. Proses ini melibatkan pelepasan dan peneutralan cas sedia ada pada elektrod. Dalam kes voltan ulang-alik, nilai kekonduksian aktif dipengaruhi bukan sahaja oleh arus melalui, tetapi juga oleh komponen aktif arus polarisasi.
Sifat elektrik dielektrik bergantung pada ketumpatan arus, rintangan bahan.
Dielektrik Pepejal
Kekonduksian elektrik dielektrik pepejal dibahagikan kepada pukal dan permukaan. Untuk membandingkan parameter ini untuk bahan yang berbeza, nilai volum khusus dan khusus permukaan digunakan.rintangan.
Kekonduksian penuh ialah jumlah kedua-dua nilai ini, nilainya bergantung pada kelembapan persekitaran dan suhu ambien. Dalam kes operasi berterusan di bawah voltan, terdapat pengurangan arus melalui yang melalui penebat cecair dan pepejal.
Dan dalam kes peningkatan arus selepas tempoh masa tertentu, kita boleh bercakap tentang fakta bahawa proses tidak boleh balik akan berlaku di dalam bahan, yang membawa kepada kemusnahan (pecahan dielektrik).
Ciri keadaan gas
Dielektrik gas mempunyai kekonduksian elektrik yang boleh diabaikan jika kekuatan medan mengambil nilai minimum. Kejadian arus dalam bahan gas hanya mungkin berlaku dalam kes tersebut apabila ia mengandungi elektron bebas atau ion bercas.
Dielektrik gas ialah penebat berkualiti tinggi, oleh itu ia digunakan dalam elektronik moden dalam jumlah yang besar. Pengionan dalam bahan tersebut disebabkan oleh faktor luaran.
Disebabkan oleh perlanggaran ion gas, serta di bawah pendedahan haba, pendedahan ultraungu atau sinar-X, proses pembentukan molekul neutral (penggabungan semula) juga diperhatikan. Terima kasih kepada proses ini, peningkatan bilangan ion dalam gas adalah terhad, kepekatan zarah bercas tertentu ditubuhkan dalam tempoh masa yang singkat selepas terdedah kepada sumber pengionan luaran.
Dalam proses meningkatkan voltan yang dikenakan pada gas, pergerakan ion ke elektrod meningkat. Mereka tidakmempunyai masa untuk bergabung semula, jadi ia dilepaskan pada elektrod. Dengan peningkatan voltan yang seterusnya, arus tidak meningkat, ia dipanggil arus tepu.
Memandangkan dielektrik bukan kutub, kami perhatikan bahawa udara ialah penebat yang sempurna.
Dielektrik cecair
Kekonduksian elektrik dielektrik cecair dijelaskan oleh keanehan struktur molekul cecair. Pelarut nonpolar mengandungi kekotoran tercerai, termasuk lembapan. Dalam molekul polar, kekonduksian arus elektrik juga dijelaskan oleh proses pemecahan menjadi ion cecair itu sendiri.
Dalam keadaan terkumpul ini, arus juga disebabkan oleh pergerakan zarah koloid. Disebabkan ketidakmungkinan untuk mengeluarkan sepenuhnya kekotoran daripada dielektrik sedemikian, masalah timbul dalam mendapatkan cecair dengan kekonduksian arus rendah.
Semua jenis penebat melibatkan pencarian pilihan untuk mengurangkan kekonduksian khusus dielektrik. Sebagai contoh, kekotoran dikeluarkan, penunjuk suhu diselaraskan. Peningkatan suhu menyebabkan penurunan kelikatan, peningkatan dalam mobiliti ion, dan peningkatan dalam tahap penceraian haba. Faktor ini mempengaruhi kekonduksian bahan dielektrik.
Kekonduksian elektrik bagi pepejal
Ia dijelaskan oleh pergerakan bukan sahaja ion penebat itu sendiri, tetapi juga zarah bercas kekotoran yang terkandung di dalam bahan pepejal. Apabila ia melalui penebat pepejal, penyingkiran separa kekotoran berlaku, yang secara beransur-ansurmenjejaskan pengaliran. Dengan mengambil kira ciri struktur kekisi kristal, pergerakan zarah bercas adalah disebabkan turun naik dalam gerakan terma.
Pada suhu rendah, ion kekotoran positif dan negatif bergerak. Jenis pengasingan sedemikian adalah tipikal untuk bahan dengan struktur molekul dan hablur atom.
Untuk kristal anisotropik, nilai kekonduksian tertentu berbeza-beza bergantung pada paksinya. Contohnya, dalam kuarza dalam arah selari dengan paksi utama, ia melebihi kedudukan serenjang sebanyak 1000 kali.
Dalam dielektrik berliang pepejal, di mana hampir tiada lembapan, sedikit peningkatan dalam rintangan elektrik membawa kepada peningkatan dalam rintangan elektriknya. Bahan yang mengandungi kekotoran larut air menunjukkan penurunan ketara dalam rintangan isipadu akibat perubahan kelembapan.
Polarisasi dielektrik
Fenomena ini dikaitkan dengan perubahan dalam kedudukan zarah penebat di angkasa, yang membawa kepada pemerolehan beberapa momen elektrik (teraruh) oleh setiap isipadu makroskopik dielektrik.
Terdapat polarisasi yang berlaku di bawah pengaruh medan luaran. Mereka juga membezakan versi polarisasi spontan yang muncul walaupun tanpa medan luaran.
Kemiringan relatif dicirikan oleh:
- kapasiti pemuat dengan dielektrik ini;
- magnitudnya dalam vakum.
Proses ini disertai dengan penampilanpermukaan dielektrik cas terikat, yang mengurangkan jumlah ketegangan di dalam bahan.
Dalam kes ketiadaan medan luar sepenuhnya, unsur berasingan isipadu dielektrik tidak mempunyai momen elektrik, kerana jumlah semua cas adalah sifar dan terdapat kebetulan cas negatif dan positif dalam ruang.
Pilihan polarisasi
Semasa polarisasi elektron, anjakan berlaku di bawah pengaruh medan luar kulit elektron atom. Dalam varian ionik, peralihan tapak kekisi diperhatikan. Polarisasi dipol dicirikan oleh kerugian untuk mengatasi geseran dalaman dan daya ikatan. Versi struktur polarisasi dianggap sebagai proses paling perlahan, ia dicirikan oleh orientasi kekotoran makroskopik yang tidak homogen.
Kesimpulan
Bahan penebat elektrik ialah bahan yang membolehkan anda mendapatkan penebat yang boleh dipercayai bagi beberapa komponen peralatan elektrik di bawah potensi elektrik tertentu. Berbanding dengan konduktor semasa, banyak penebat mempunyai rintangan elektrik yang jauh lebih tinggi. Mereka mampu mencipta medan elektrik yang kuat dan mengumpul tenaga tambahan. Sifat penebat inilah yang digunakan dalam kapasitor moden.
Bergantung kepada komposisi kimia, ia dibahagikan kepada bahan semula jadi dan sintetik. Kumpulan kedua adalah yang paling banyak, oleh itu penebat inilah yang digunakan dalam pelbagai peralatan elektrik.
Bergantung pada ciri teknologi, struktur, komposisi, filem, seramik, lilin, penebat mineral diasingkan.
Apabila voltan kerosakan dicapai, kerosakan diperhatikan, membawa kepada peningkatan mendadak dalam magnitud arus elektrik. Di antara ciri ciri fenomena sedemikian, seseorang boleh menunjukkan sedikit pergantungan kekuatan pada tekanan dan suhu, ketebalan.
