ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Электропроводность диэлектриков из "Конструкционные и электротехнические материалы " Практически используемые диэлектрики содержат в своем объеме небольшое количество свободных зарядов, которые перемещаются в электрическом поле. Поэтому диэлектрики на постоянном напряжении пропускают весьма малый ток. Э от ток называют сквозным током утечки. [c.133] Удельная проводимость и удельное сопротивление. На рис. 5.1 схематически изображен участок твердой изоляции с расстоянием между электродами 1 vi 2h (м) и сечением S = Ы (м ), по которому протекает сквозной ток утечки I (А). Ток / з складывается из объемного тока утечки / , протекающего через объем, и поверхностного тока утечки 1 , протекающего по поверхности изоляции от электрода 1 к 2. Если к электродам приложено напряжение U (В), то проводимость G 3 (См) такого участка изоляции равна G 3 = I kJU. Величина, обратная Сиз. называется сопротивлением изоляции / з = 1/Оиз (Ом). [c.133] Для твердых диэлектриков ток / определяет величину объемной Gp, а ток / — поверхностной G проводимости изоляции, а соответственно объемное и поверхностное R, сопротивления. [c.133] Поверхностный ток утечки / протекает по участку диэлектрика длиной h от электрода J к 2, периметр которых равен р = 2 (I Ь). Поэтому удельное поверхностное сопротивление равно р, = р/к Ом), а проводимость (См). [c.134] Для газообразных и жидких диэлектриков поверхностное сопротивление и проводимость не определяются. [c.134] Объемный ток утачки /.. через заземленный ВЭ отводится на землю и не попадает в гальванометр. [c.136] Удельное поверхностное сопротивление рассчитывают по измеренному R/. [c.136] При определении р жидких диэлектриков используются измерительные ячейки, представляющие собой металлические сосуды, изготовленные из нержавеющей стал , меди, латуни или других материалов. В сосудах расположены необходимые для измерения электроды. [c.137] Подвижность заряда — отношение скорости v (м/с), упорядоченного перемещения заряда в электрическом поле к напряженности Е (В/м), электрического поля ц vIE. [c.137] Положительно заряженные ионы называют катионами потому, что они перемещаются в электрическом поле к катоду, отрицательные — анионами, они перемещаются к аноду. Вблизи электродов происходит обмен зарядами между электродами и ионами, ионы нейтрализуются и на электродах выделяются продукты нейтрализации — металлы или газы. [c.138] Электронная электропроводность может наблюдаться в газообразных, жидких и твердых диэлектриках. Она становится преобладающей в сильных электрических полях. Процесс электронной электропроводности кристаллических твердых диэлектриков объясняют на основе представлений зонной теории электропроводности твердых тел. [c.138] В слабых электрических полях электронная электропроводность незначительна. Свободные электроны, которые попадают в диэлектрик, поляризуют некоторую окружающую их область диэлектрика. В результате вокруг электрона кристаллическая решетка искажается. Говорят, что вокруг электрона имеет место шуба , состоящая из поляризованной области диэлектрика. Электрон, окруженный поляризованной областью, называют поляроном. Если электроны перемещаются в электрическом поле, то перемещается и шуба , т. е. перемещается полярон. А это во много раз повышает эффективную массу электрона и скорость упорядоченного движения электрона уменьшается. Поэтому нронодимосгь за счет такого механизма перемещения электрона невелика. [c.139] В газообразных и жидких диэлектриках электроны связываются с молекулами, образуются отрицательно заряженные комплексы, которые перемещаются в электрическом поле. В слабых электрических полях подвижность таких носителей зарядов невелика, поэтому электронная проводимость мала. [c.139] Электропроводность газообразных диэлектриков. В слабых электрических полях удельная проводимость газов весьма мала. Например, удельное объемное сопротивление воздуха при нормальных условиях равно Ом-м. Ток в этих условиях возникает в результате перемещения свободных ионов и электронов, которые образуются под действием ионизирующих излучений земной коры, космических лучей, ультрафиолетового излучения солнца, нагрева. Такие факторы ионизации называют внешними факторами. Наряду с ионизацией в газе происходит рекомбинация, возникающая вследствие объединения положительных ионов и электронов, совершающих хаотическое непрерывное тепловое движение. В результате рекомбинаций образуются молекулы газа, не имеющие заряда. [c.139] В электрическом поле часть из образовавшихся ионов уносится к электродам и там нейтрализуется, от процесс определяет плотность тока /, которая растет при увеличении Е по закону Ома (рис. 5.4, участок /). [c.139] Электропроводность жидких диэлектриков. В неполярных жидких диэлектриках диссоциация молекул на ионы незначительна, поэтому число носителей заряда в единице объема невелико и проводимость мала. Источником ионов в неполярной жидкости могут быть примеси — влага, различные полярные жидкости, частицы твердых веществ, молекулы которых диссоциируют на ионы. В таких случаях проводимость жидкости называют примесной. Молекулы полярных жидкостей диссоциируют на ионы в большей степени, поэтому их проводимость большая. Если в полярной жидкости содержится даже небольшое количество полярной примеси, то ее молекулы практически все диссоциируют, возрастает и количество диссоциировавших молекул жидкости и проводимость сильно увеличивается. [c.140] На рис. 5.6 приведены зависимости р от температуры для некоторых жидких диэлектриков. Увеличение проводимости с ростом температуры связано с увеличением подвижности 1см. (5.6) . Подвижность увеличивается, так как растет скорость упорядоченного движения иона, что связано с уменьшением вязкости жидкости. Еще в большей степени проводимость увеличивается за счет роста числа п носителей заряда. С увеличением температуры по экспоненциальному закону растет диссоциация молекул жидкости и примесей. [c.141] Вернуться к основной статье