Особенности электропроводности диэлектриков

Особенности электропроводности диэлектриков [c.122]

Второй характерной особенностью электропроводности диэлектриков является постепенное спадание тока со временем (рис. 16.2) после подключения постоянного напряжения (замыкания контакта К на [c.122]

Особенностью электропроводности диэлектриков в большинстве случаев является ее неэлектронный (ионный) характер. [c.54]

Особенностью электропроводности диэлектриков в большинстве случаев является ее неэлектронный (ионный) характер. В начальный период времени после включения напряжения сквозной ток сопровождается обратимыми токами поляриза- [c.42]

По сравнению с электропроводностью проводников и полупроводников электропроводность диэлектриков имеет ряд характерных особенностей, [c.96]

Особенности электропроводности твердых, жидких и газообразных диэлектриков рассматриваются далее. [c.123]

Особенностью жидких диэлектриков с полярными молекулами служит зависимость диэлектрических потерь от величины вязкости. Электропроводность таких жидкостей при комнатной температуре 10 —10 ол -сж . Диэлектрические потери, наблюдаемые в вязких жидкостях при переменном напряжении, особенно при высоких частотах, значительно превосходят потери, обусловленные электропроводностью. Такие потери называют дипольно-релаксационными потерями. Объяснение природы потерь в полярных вязких жидкостях можно дать, основываясь на дипольной теории поляризации. [c.73]

Из особенностей электропроводности полупроводников вытекает ряд важных закономерностей. С увеличением температуры проводимость полупроводников увеличивается, что объясняется увеличением концентрации носителей тока, так как с увеличением температуры существенно облегчается переброс электронов из занятой зоны в незанятую зону акцепторной примеси или из занятой зоны донорной примеси в основную незанятую зону. Зависимость проводимости полупроводников от температуры может быть характеризована той же формулой, что и диэлектриков (см. (2-31)]. [c.319]

В соответствии с особенностями газообразных диэлектриков, изложенными в 2-1 и 2-2, диэлектрические потери в газах при отсутствии ударной ионизации определяются практически только электропроводностью. В силу очень малого значения электрической проводимости газов при отсутствии ударной ионизации диэлектрические потери в них могут быть приняты равными нулю. Этим объясняется использование газов под повышенным давлением для эталонных высоковольтных конденсаторов, хотя малая диэлектрическая проницаемость газов не выгодна в этих случаях применения. [c.53]

Существенное влияние на электропроводность диэлектриков оказывает влажность. Присутствие даже малого количества воды способно значительно уменьшить электросопротивление изолятора. Дело в том, что растворимые в воде примеси диссоциируют на ионы. Увлажнение также способствует диссоциации основного вещества диэлектрика. Особенно сильно влага воздействует на волокнистые материалы, когда могут образовываться сплошные водяные пленки вдоль волокон, пронизывающие изоляцию. Поэтому гигроскопичные материалы подвергают сушке и пропитывают или покрывают лаками или компаундами. [c.252]

При низких температурах объемная проводимость твердых диэлектриков может целиком определяться примесями и дефектами структуры. При повышенных температурах. ток утечки может определяться переносом ионов основного вещества диэлектрика. Для облегчения понимания особенностей ионной электропроводности твердых диэлектриков рассмотрим явления, наблюдающиеся при прохождении постоянного тока через кристалл каменной соли, который взят как самый простой и наглядный пример. Ионный характер электропроводности в данном случае предопределяется соотношениями энергий активации ионов и электронов потенциал активации ионов натрия равен 0,85 В, ионов хлора 2,55 В, а электронов 6 Б (при комнатных температурах). Заметная электронная электропроводность в каменной соли может быть обусловлена наличием некоторых примесей и действием ионизирующих излучений, приводящих к отрыву электронов от ионов. В обычных условиях при комнатной температуре подвижность наиболее слабо закрепленных в решетке ионов натрия еще настолько мала, что срыва их электрическим полем из узлов решетки при нормальной ее структуре не происходит. Наблюдающаяся при этом очень малая проводимость носит примесный характер. [c.50]

Особенно большую роль сыграла квантовая статистика в построении Ф. твёрдого тела. Зонная теория твёрдого тела позволила объяснить деление твёрдых тел на проводники, полупроводники и диэлектрики, а также их осн. свойства (электропроводность, теплоёмкость и т.д.). Получило объяснение явление ферромагнетизма и антиферромагнетизма, а в 1957 создана теория сверхпроводимости, обнаруженной ещё в 1911. Открытое в 1938 П. Л. Капицей явление сверхтекучести жидкого гелия также получило объяснение в рамках квантовой статистики. [c.317]

Ионная электропроводность сопровождается переносом вещества положительные ионы движутся к катоду, а отрицательные к аноду. Электролиз особенно ярко выражен при повышенных температурах, когда р мало, и приложении высоких постоянных напряжений. По выделившемуся на электродах веществу можно определить характер носителей заряда. У диэлектриков с чисто ионным характером электропроводности строго выполняется закон Фарадея пропорциональности между количеством пропущенного электричества и количеством выделившихся веществ. [c.125]

Способность проводников, полупроводников и диэлектриков в разной степени проводить электрический ток, связана с особенностями их строения. Достаточно наглядное представление о причинах, определяющих разный порядок проводимости в проводниках, полупроводниках и диэлектриках дает так называемая зонная теория электропроводности. В металлах — проводниках с электронной проводимостью — электроны, находящиеся на внешних орбитах атомов, имеют возможность достаточно легко переходить от одного атома к другому, что и соответствует большой электропроводности, т. е. появлению достаточно большого тока при сравнительно невысоком напряжении. Для осуществления такого перемещения внутри тела электроны должны возбуждаться, т. е. приобретать некоторое добавочное количество 12 [c.12]

Во всех технических жидких диэлектриках примесная электропроводность играет очень большую роль она часто оказывается больше собственной электропроводности, особенно в случае неполярной жидкости. Сравнительно легко диссоциирующие примеси (как кислотные примеси в нефтяном масле) обуславливают добавочную ионную электропроводность. Особенно сильно повышают диссоциирующие примеси электропроводность полярных жидких диэлектриков, которые повышают степень диссоциации молекул примесей, по сравнению с неполярными жидкостями. [c.56]

В некоторых неорганических диэлектриках имеет место ионно-релаксационная поляризация. Она заключается в образовании пространственных поляризационных зарядов внутри диэлектрика за счет переброса электрическим полем неупруго связанных ионов, имеющих с соседними частицами данного тела ослабленные связи. Эти слабо св н-ные ионы отличаются от нормально связанных тем, что они способны совершать сильные тепловые колебания и даже перебрасываться тепловым полем из своих положений равновесия на сравнительно большие расстояния, превосходящие расстояния, соответствующие ионной поляризации смещения. В кристаллических телах ослабление связей ионов в решетке бывает как за счет различных примесей, так и за счет нарушений закономерного роста кристалла при его образовании, что может быть вызвано многими причинами. Слабо связанные ионы при наличии достаточной тепловой подвижности могут перебрасываться на значительные расстояния электрически.м полем, положительные — в сторону отрицательного электрода, отрицательные — в сторону положительного электрода. Особенностью этих ионов является то, что они не уходят далеко от первоначального своего местоположения, не становятся свободными , т. е. ионами электропроводности, определяющими ток утечки. На некоторых расстояниях происходит закрепление слабо связанных ионов с образованием пространственных зарядов положительных в зоне отрицательного [c.31]

Прежде чем познакомиться с физической природой электропроводности твердых диэлектриков и ее особенностями, рассмотрим одну закономерность, имеющую практическое значение при определении удельного объемного сопротивления по величине тока объемной утечки. При возникновении в твердом диэлектрике высоковольтной поляризации, описанной в 2-5, при измерении объемного тока утечки наблюдается его зависимость от времени ток утечки от некоторой начальной величины снижается до почти постоянного значения (рис. 2-20). На рис. 2-20 ток в диэлектрике показан не с самого момента подачи постоянного напряжения, а спустя короткий отрезок времени, в течение которого прекращаются токи, вызванные быстро устанавливающимися поляризационными процессами. Часть тока, спадающая со временем, — разность между начальным [c.49]

Как уже упоминалось, ионная электропроводность может наблюдаться и у кристаллических диэлектриков. Особенно характерна ионная электропроводность для аморфных веществ — смол, лаковых пленок, компаундов, стекол и ряда других веществ, весьма широко распространенных в технике электрической изоляции, а также для жидких диэлектриков. У керамических материалов, содержащих наряду с кристаллической фазой также и аморфную (стекловидную) фазу, электропроводность в значительной степени определяется последней. [c.51]

Однако чтобы заполнить многие пробелы в нашем понимании металлов (иногда существенные, как в задаче о зависимости статической электропроводности от температуры) и построить хотя бы элементарную теорию диэлектриков, нам придется выйти за рамки модели статической решетки. Особенно сильно недостатки теории статической решетки проявляются в теории диэлектриков, поскольку в них электронная система сравнительно пассивна — все электроны находятся в заполненных зонах. Электроны диэлектрика принимают участие лишь в таких явлениях, в которых кристаллу сообщается энергия, достаточная для того, чтобы вызвать переброс электрона с потолка наивысшей заполненной зоны на самые нижние пустые уровни через энергетическую щель Если для диэлектриков пользоваться приближением статической решетки, то не остается степеней свободы, с помощью которых можно было бы объяснить их сложные и разнообразные свойства. [c.46]

Согласно приближению, основанному на модели свободных электронов, валентные электроны свободно движутся по всему объему металла, а ионы металла погружены в электронный газ. Это приближение особенно хорошо применимо к одновалентным металлам и объясняет такие их свойства, как электропроводность и поглощение света. Но пока оно не было изменено в соответствии с положениями квантовой теории, оно не объясняло причин изменения теплоемкости, магнитной восприимчивости и факта существования диэлектриков. [c.33]

Второй характерной особенностью электропроводности диэлектриков является постепенное спадание тока со временем (рис.4.8) после подключения постоянного напряжения (замыкания контакта К на рис.4.7). В начальный промежуток времени в цепи протекает быстро спадающий ток смещения 1 , плотность которого./,,,, — 5/ /5 . Зтот ток прскрангас1.ся ор мл иСрлдКс [c.97]

Особенностью жидких диэлектриков с полярными молекулами служит занискмость диэлектрических потерь от величины вязкости. Электропроводность таких жидкостей при комнатной температуре составляет 10 —10 Диэлектрические потери, наблю- [c.84]

Адсорбция атмосферной влаги на стекле в виде водяной пленки вызывает гидролитическое разложение поверхностного слоя стекла (особенно, если оно содержит много щелочных компонентов), а продукты гидролиза — щелочные силикаты, образующиеся на поверхности стеклянного диэлектрика, хорошо проводят электрический ток. Поэтому во влажной атмосфере поверхностная электропроводность стекла (особенно Еысокощелочного) резко возрастает (рис. 7). [c.456]

Электрические св-ва характеризуют С. как диэлектрик. Уд. объемная электропроводность обычных пром. С. при темп-рах до 200° незначительна (от 10" до 10 ом -см ), поэтому многие С. (кварцевое, боросиликатпое и др.) являются хорошими диэлектриками и служат в качестве изоляторов. При 200—400 электропроводность С. повышается примерно в 10 —lO раз, а выше 600° резко возрастает, достигая для расплавленных С. 0,2—1,0 ом см . Так, напр., уд. объемная электропроводность промышленного листового С. при комнатной темп-ре равна 10 — 10 ом -см , а при 1400—1450° возрастает до 0,3—1,1 ом -см . Самую низкун диэлектрич. проницаемость е имеют кварцевое С. (3,7—3,8) и стеклообразный борный ангидрид (3,1—3,2). При увеличении содержания в С. ионов щелочных и тяжелых (особенно свинца и бария) металлов е неуклонно увеличивается до значения порядка 15. Диэлектрич. проницаемость для большинства пром. С. 5—9. Она увеличивается с повышением темп-ры, особенно сильно при темп-рах выше 200" и низких частотах. С увеличением частоты электрич. поля от 10 до 10 гц е уменьшается примерно на 10%. Зпа чения тангенса угла диэлектрич. потерь для С. различного химич. состава колеблются в интервале от О (кварцевое проз рачное С.) до 175-10 для натриевокальциевого алюмосиликатного С. Закалка С. приводит к повышению диэлектрич. потерь примерно в 2 раза по сравнению с нормально отожженным С. того же состава. Диэлектрич. прочность нек-рых пром. С. при обычной темп-ре и частоте 50 гц лежит в пределах 29 (промышленное лис товое С.) — 80,0 кв мм (кварцевое прозрачное С.). [c.252]

Таким образом, физические явления, возникающие в диэлектриках при воздействии электрического поля (см. табл. 1.1), весьма разнообразны. Одни из этих явлений (связанные с поляризацией) возможны только в диэлектриках другие (электропроводность) в диэлектриках проявляются незначительно. Некоторые из перечисленных явлений (электрострикп,ия, потери, поляризация) происходят во всех диэлектриках, другие возможны лишь в кристаллах с особенной структурой (пьезоэффект, электрокалориче-ский эффект). [c.22]

В случае электронной электропроводности обмен носителями заряда между диэлектриком и электродами существенно облегчается. Однако и в этом случае плотность тока существенно зависит от особенностей электронной структуры контактирующей пары. Электронный контакт металла и диэлектрика может быть нейтральным (омическим), если работа выхода электрона из металла в диэлектрик равна работе выхода электрона из металла в вакуум (ф = Ф) блокирующим (запирающим), если ф>Ф, и инжек-ционным, если ф<Ф. На рис. 2.1 приведены сравнительные энергетические диаграммы контактов металл — вакуум (М—В) и металл— диэлектрик (М — Д). В случае диэлектрика показаны два варианта инжектирующий контакт, способствующий переходу электронов в зону проводимости диэлектрика (уровень дна этой зоны п), и инжектирующий контакт, способствующий переходу дырок в валентную зону диэлектрика (потолок этой зоны обозначен в). [c.46]

Примеси и дефекты создают благоприятные условия для увеличения электропроводности кристаллов. В свою очередь благодаря электропроводности создаются условия (особенно в первлменных полях) для рассеивания энергии в диэлектрике (диэлектрические поляри). Но эти явления зачастую не связаны с процессами, имеющими прямое отношение к основным свойствам кристаллических диэлектриков, и мы их рассматривать не будем. [c.30]

Кислотное число жидких диэлектриков определяется количеством миллиграмм едкого кали (КОН), необходимого для нейтрализации кислых соединений, содержащихся в 1 г жидкости. В случае жидких диэлектриков на основе хлорированных ароматических углеводородов кислотное число характеризует количество свободной соляной кислоты. В углеводородных, кремнийорганических жидкостях, сложных эфирах повышение кислотного числа связано с их окислением. Во фтор-углеводородных жидьостях появление кислотности связано с образованием фтористого водорода. Однако во всех случаях появление кислот (особенно неорганических) в жидком диэлектрике нежелательно, так как это связано с повышением коррозионной агрессивности жидкости по отношению к твердой изоляции и металлам, а также увеличением электропроводности. В связи с этим показатель кислотного числа имеет существенное значение. [c.68]

Прежде чем познакомиться с физической природой электропроводности твердых диэлектриков и ее особен-.ностям и, рассмотрим одну закономе1рность, имеющую практическое значение при определении удельного объемного сопротивления по величине тока объемной утечки. Прн возникновении в твердом диэлектрике высоко-60 [c.60]

Теории электрического пробоя начали разрабатываться раньше теорий электротеплового пробоя. Однако от ранних теорий пришлось впоследствии отказаться, так как они не соответствовали или опытным закономерностям (теория не подтверждалась практикой), или новым представлениям физики твердого тела, или и тому и другому вместе. Сейчас еще не разработана общепризнанная теория электрического пробоя, могущая быть распространенной на все виды твердых диэлектриков, аналогично теории электротеплового пробоя, но все же можно сформулировать некоторые общие принципы электрического пробоя, совпадающие во многих случаях с опытными закономерностями. Электрический пробой происходит обычно при весьма высоких напряженностях электрического поля порядка 10 б см, когда в диэлектрике появляется добавочная электронная электропроводность. Механизм электрического пробоя увязывают с электронными процессами, возникающими в предпробивном состоянии. Сам пробой происходит в две стадии — пё )вая стадия собственно нарушение электрической прочности, связанное с нарастанием электрической проводимости, и вторая стадия — разрушение диэлектрика как вторичное явление. Вторая стадия связана уже с тепловыми процессами, по-видимому, с нагреванием в узком канале, в котором развивалась первая стадия. В отличие от электротеплового пробоя тепловое разрушение при электрическом пробое является не причиной самого пробоя, а его лeд fвиeм. В силу большого разнообразия твердых диэлектриков по их структуре и составу, а также по возможным их нарушениям идефекгам механизмы первой и второй стадий электрического пробоя могут протекать по-разному, так как электронные процессы сильно зависят от особенностей структуры. Наибольшее количество теоретических и научно-экспериментальных работ выполнено по электрическому пробою щелочно-галоидных кристаллов такой выбор объектов ис- [c.78]

Электронная электропроводность наиболее отчетливо наблюдается у металлов (у которых она азываегся также металлической электропроводностью) кроме того, она обнаруживается у углерода (в модификациях графита и аморфного углерода), у некоторых соединений металлов с кислородом и серой и ряда других веществ. Она характерна, главным образом, для проводников, а также для многих [полупроводников (так называемые электронные полупроводники, имеющие весьма важные приме/нения в современной технике) относительно реже она встречается у диэлектриков. У практически применяемых электроизоляционных материалов, особенно аморфных, а также жидких, в подавляющем числе случаев встречается ионная, иногда молионяая электропроводность. [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...