Dielektriklərin elektrik keçiriciliyi mühüm fiziki xüsusiyyətdir. Onun haqqında məlumat materialların tətbiqi sahələrini müəyyən etməyə imkan verir.
Şərtlər
Elektrik cərəyanının keçiriciliyinə görə maddələr qruplara bölünür:
- dielektriklər;
- yarımkeçiricilər;
- dirijorlar.
Metallar əla cərəyan keçiriciləridir - onların elektrik keçiriciliyi 106-108 (Ohm m)-1-ə çatır.
Və dielektrik materiallar elektrik cərəyanını keçirməyə qadir olmadığı üçün onlar izolyator kimi istifadə olunur. Onların sərbəst yük daşıyıcıları yoxdur, molekulların dipol quruluşunda fərqlənirlər.
Yarımkeçiricilər aralıq keçiricilik dəyərlərinə malik bərk materiallardır.
Təsnifat
Bütün dielektrik materiallar qütblü və qeyri-qütblü növlərə bölünür. Qütb izolyatorlarında müsbət və mənfi yüklərin mərkəzləri mərkəzdən kənardır. Belə maddələrin molekulları elektrik parametrlərinə görə öz dipol momentinə malik olan sərt dipolla oxşardır. Su qütb dielektrikləri kimi istifadə edilə bilər.ammonyak, hidrogen xlorid.
Qütb olmayan dielektriklər müsbət və mənfi yüklərin mərkəzlərinin üst-üstə düşməsi ilə fərqlənirlər. Onlar elektrik xüsusiyyətlərinə görə elastik dipola bənzəyirlər. Belə izolyatorlara misal olaraq hidrogen, oksigen, karbon tetrakloridini göstərmək olar.
Elektrik keçiriciliyi
Dielektriklərin elektrik keçiriciliyi onların molekullarında az sayda sərbəst elektronların olması ilə izah olunur. Müəyyən bir müddət ərzində maddənin içərisində yüklərin yerdəyişməsi ilə bir cərəyanın meydana gəlməsinin səbəbi olan tarazlıq vəziyyətinin tədricən qurulması müşahidə olunur. Dielektriklərin elektrik keçiriciliyi gərginliyin söndürülməsi və işə salınması anında mövcuddur. İzolyatorların texniki nümunələri pulsuz yüklərin maksimum sayına malikdir, buna görə də onlarda əhəmiyyətsiz cərəyanlar görünür.
Sabit gərginlik dəyəri halında dielektriklərin elektrik keçiriciliyi keçən cərəyandan hesablanır. Bu proses elektrodlarda mövcud yüklərin sərbəst buraxılmasını və zərərsizləşdirilməsini nəzərdə tutur. Dəyişən gərginlik vəziyyətində aktiv keçiriciliyin dəyərinə təkcə keçid cərəyanı deyil, həm də polarizasiya cərəyanlarının aktiv komponentləri təsir edir.
Dielektriklərin elektrik xassələri cərəyan sıxlığından, materialın müqavimətindən asılıdır.
Bərk Dielektriklər
Bərk dielektriklərin elektrik keçiriciliyi kütlə və səthə bölünür. Müxtəlif materiallar üçün bu parametrləri müqayisə etmək üçün xüsusi həcm və səthə xas qiymətlərdən istifadə olunur.müqavimət.
Tam keçiricilik bu iki dəyərin cəmidir, onun dəyəri ətraf mühitin rütubətindən və ətraf mühitin temperaturundan asılıdır. Gərginlik altında davamlı iş zamanı maye və bərk izolyatorlardan keçən cərəyanda azalma olur.
Və müəyyən müddətdən sonra cərəyanın artması halında maddənin daxilində geri dönməz proseslərin baş verəcəyindən, məhvə (dielektrik parçalanması) səbəb olacağından danışmaq olar.
Qaz halının xüsusiyyətləri
Qazlı dielektriklər sahənin gücü minimum dəyərləri qəbul edərsə, cüzi elektrik keçiriciliyinə malikdirlər. Qaz halında olan maddələrdə cərəyanın yaranması yalnız onların tərkibində sərbəst elektronlar və ya yüklü ionlar olduqda mümkündür.
Qazlı dielektriklər yüksək keyfiyyətli izolyatorlardır, buna görə də müasir elektronikada böyük həcmdə istifadə olunur. Bu cür maddələrdə ionlaşmaya xarici amillər səbəb olur.
Qaz ionlarının toqquşması nəticəsində, həmçinin termal təsir, ultrabənövşəyi və ya rentgen şüalarının təsiri altında neytral molekulların əmələ gəlməsi (rekombinasiya) prosesi də müşahidə olunur. Bu proses sayəsində qazda ionların sayının artması məhdudlaşdırılır, xarici ionlaşma mənbəyinə məruz qaldıqdan sonra qısa müddət ərzində yüklü hissəciklərin müəyyən konsentrasiyası müəyyən edilir.
Qaza verilən gərginliyin artırılması prosesində ionların elektrodlara hərəkəti artır. Onlar deyilrekombinasiya etmək üçün vaxt var, buna görə də elektrodlarda boşaldılırlar. Gərginliyin sonrakı artması ilə cərəyan artmır, ona doyma cərəyanı deyilir.
Qütb olmayan dielektrikləri nəzərə alsaq, havanın mükəmməl izolyator olduğunu qeyd edirik.
Maye dielektriklər
Maye dielektriklərin elektrik keçiriciliyi maye molekullarının quruluşunun xüsusiyyətləri ilə izah olunur. Qeyri-qütblü həlledicilər nəm də daxil olmaqla dissosiasiya edilmiş çirkləri ehtiva edir. Qütb molekullarında elektrik cərəyanının keçiriciliyi mayenin özünün ionlarına parçalanma prosesi ilə də izah olunur.
Bu aqreqasiya vəziyyətində cərəyan həm də kolloid hissəciklərin hərəkəti nəticəsində yaranır. Belə bir dielektrikdən çirkləri tamamilə təmizləmək mümkün olmadığından, aşağı cərəyan keçiriciliyi olan mayelərin alınmasında problemlər yaranır.
İzolyasiyanın bütün növləri dielektriklərin xüsusi keçiriciliyini az altmaq üçün variantların axtarışını əhatə edir. Məsələn, çirklər çıxarılır, temperatur göstəricisi tənzimlənir. Temperaturun artması viskozitenin azalmasına, ionların hərəkətliliyinin artmasına və termal dissosiasiya dərəcəsinin artmasına səbəb olur. Bu amillər dielektrik materialların keçiriciliyinə təsir edir.
Bərk cisimlərin elektrik keçiriciliyi
Bu, təkcə izolyatorun özünün ionlarının deyil, həm də bərk materialın içərisində olan yüklü çirklərin hissəciklərinin hərəkəti ilə izah olunur. Bərk izolyatordan keçərkən, çirklərin qismən çıxarılması baş verir, bu da tədricənkeçiriciliyinə təsir göstərir. Kristal qəfəsin struktur xüsusiyyətlərini nəzərə alaraq, yüklü hissəciklərin hərəkəti istilik hərəkətindəki dalğalanmalarla əlaqədardır.
Aşağı temperaturda müsbət və mənfi çirk ionları hərəkət edir. Belə izolyasiya növləri molekulyar və atom kristal quruluşlu maddələr üçün xarakterikdir.
Anizotrop kristallar üçün xüsusi keçiriciliyin qiyməti onun oxlarından asılı olaraq dəyişir. Məsələn, kvarsda əsas oxa paralel istiqamətdə o, perpendikulyar mövqeyi 1000 dəfə aşır.
Nəmin praktiki olaraq olmadığı bərk məsaməli dielektriklərdə elektrik müqavimətinin bir qədər artması onların elektrik müqavimətinin artmasına səbəb olur. Tərkibində suda həll olunan çirkləri olan maddələr rütubətin dəyişməsi səbəbindən həcm müqavimətində əhəmiyyətli azalma göstərir.
Dielektriklərin qütbləşməsi
Bu fenomen kosmosda izolyatorun hissəciklərinin mövqeyinin dəyişməsi ilə əlaqələndirilir ki, bu da dielektrikin hər makroskopik həcmi tərəfindən müəyyən elektrik (induksiya) momentinin alınmasına gətirib çıxarır.
Xarici sahənin təsiri altında baş verən qütbləşmə var. Onlar həmçinin xarici sahə olmadıqda belə görünən qütbləşmənin kortəbii versiyasını fərqləndirirlər.
Nisbi keçiricilik ilə xarakterizə olunur:
- bu dielektrikli kondansatörün tutumu;
- onun vakuumdakı böyüklüyü.
Bu proses görünüşü ilə müşayiət olunurmaddənin daxilində gərginliyin miqdarını azaldan bağlı yüklərin dielektrikinin səthi.
Xarici sahənin tam olmaması halında, dielektrik həcminin ayrı bir elementinin elektrik momenti yoxdur, çünki bütün yüklərin cəmi sıfırdır və mənfi və müsbət yüklərin üst-üstə düşməsi var. boşluq.
Polarizasiya seçimləri
Elektron qütbləşməsi zamanı atomun elektron qabıqlarının xarici sahəsinin təsiri altında yerdəyişmə baş verir. İon variantında qəfəs yerlərinin yerdəyişməsi müşahidə olunur. Dipol polarizasiyası daxili sürtünmə və bağlama qüvvələrini aradan qaldırmaq üçün itkilərlə xarakterizə olunur. Qütbləşmənin struktur versiyası ən yavaş proses hesab olunur, o, qeyri-homogen makroskopik çirklərin oriyentasiyası ilə xarakterizə olunur.
Nəticə
Elektrik izolyasiya materialları müəyyən elektrik potensialları altında elektrik avadanlıqlarının bəzi komponentlərinin etibarlı izolyasiyasını əldə etməyə imkan verən maddələrdir. Cari keçiricilərlə müqayisədə çoxsaylı izolyatorlar əhəmiyyətli dərəcədə yüksək elektrik müqavimətinə malikdir. Onlar güclü elektrik sahələri yaratmağa və əlavə enerji toplamağa qadirdirlər. Müasir kondansatörlərdə istifadə olunan izolyatorların bu xüsusiyyətidir.
Kimyəvi tərkibindən asılı olaraq təbii və sintetik materiallara bölünürlər. İkinci qrup ən çox saydadır, buna görə də müxtəlif elektrik cihazlarında istifadə olunan bu izolyatorlardır.
Texnoloji xüsusiyyətlərindən asılı olaraq struktur, tərkib, plyonka, keramika, mum, mineral izolyatorlar təcrid olunur.
Sökülmə gərginliyinə çatdıqda elektrik cərəyanının böyüklüyünün kəskin artmasına səbəb olan nasazlıq müşahidə edilir. Belə bir fenomenin xarakterik xüsusiyyətləri arasında gücün gərginlikdən və temperaturdan, qalınlıqdan cüzi asılılığını qeyd etmək olar.
