Диэлектрикийн цахилгаан дамжуулах чанар нь физикийн чухал шинж чанар юм. Энэ талаарх мэдээлэл нь материалын хэрэглээний чиглэлийг тодорхойлох боломжийг танд олгоно.
Нөхцөл
Цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадварын дагуу бодисыг дараах бүлэгт хуваадаг:
- диэлектрик;
- хагас дамжуулагч;
- дамжуулагч.
Метал бол маш сайн гүйдэл дамжуулагч - цахилгаан дамжуулах чанар нь 106-108 (Ом м)-1 хүрдэг.
Мөн диэлектрик материал нь цахилгаан дамжуулах чадваргүй учир тусгаарлагч болгон ашигладаг. Тэд чөлөөт цэнэг зөөгчгүй, молекулуудын диполь бүтцээрээ ялгаатай.
Хагас дамжуулагч нь завсрын дамжуулалтын утгатай хатуу материал юм.
Ангилал
Бүх диэлектрик материалыг туйлт ба туйл биш гэж хуваадаг. Туйлт тусгаарлагчийн хувьд эерэг ба сөрөг цэнэгийн төвүүд нь төвөөс гадуур байдаг. Ийм бодисын молекулууд нь цахилгаан параметрүүдээрээ хатуу дипольтой төстэй бөгөөд энэ нь өөрийн диполь моменттэй байдаг. Усыг туйлын диэлектрик болгон ашиглаж болно.аммиак, устөрөгчийн хлорид.
Туйлт бус диэлектрик нь эерэг ба сөрөг цэнэгийн төвүүдийн давхцлаар ялгагдана. Тэд цахилгаан шинж чанараараа уян дипольтой төстэй. Ийм тусгаарлагчийн жишээ бол устөрөгч, хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн дөрвөн хлорид юм.
Цахилгаан дамжуулах чанар
Диэлектрикүүдийн цахилгаан дамжуулах чанарыг тэдгээрийн молекулуудад цөөн тооны чөлөөт электронууд байгаагаар тайлбарладаг. Бодис доторх цэнэгийг тодорхой хугацаанд нүүлгэснээр тэнцвэрийн байрлал аажмаар тогтдог бөгөөд энэ нь гүйдэл үүсэх шалтгаан болдог. Диэлектрикийн цахилгаан дамжуулах чанар нь хүчдэлийг унтрааж, асаах үед байдаг. Тусгаарлагчийн техникийн дээжүүд нь хамгийн их үнэ төлбөргүй цэнэгтэй байдаг тул тэдгээрт бага зэргийн гүйдэл гарч ирдэг.
Тогтмол хүчдэлийн утгын хувьд диэлектрикийн цахилгаан дамжуулах чанарыг дамжих гүйдлээр тооцоолно. Энэ процесс нь электродууд дээрх одоо байгаа цэнэгийг суллах, саармагжуулах явдал юм. Хувьсах хүчдэлийн хувьд идэвхтэй дамжуулалтын утгад зөвхөн дамжих гүйдэл төдийгүй туйлшралын гүйдлийн идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүд нөлөөлдөг.
Диэлектрикийн цахилгаан шинж чанар нь одоогийн нягт, материалын эсэргүүцэлээс хамаарна.
Хатуу диэлектрик
Хатуу диэлектрикийн цахилгаан дамжуулах чанарыг задгай ба гадаргуугийн гэж хуваадаг. Эдгээр параметрүүдийг янз бүрийн материалын хувьд харьцуулахын тулд эзэлхүүний болон гадаргуугийн өвөрмөц утгыг ашиглана.эсэргүүцэл.
Бүрэн дамжуулах чадвар нь эдгээр хоёр утгын нийлбэр бөгөөд түүний утга нь орчны чийгшил, орчны температураас хамаарна. Хүчдэлд тасралтгүй ажиллах тохиолдолд шингэн болон хатуу тусгаарлагчаар дамжин өнгөрөх гүйдэл багасна.
Мөн тодорхой хугацааны дараа гүйдэл ихэссэн тохиолдолд бодисын дотор эргэлт буцалтгүй үйл явц үүсч, устгалд (диэлектрикийн эвдрэл) хүргэдэг тухай ярьж болно.
Хийн төлөвийн онцлог
Талбайн хүч хамгийн бага утгыг авбал хийн диэлектрик нь цахилгаан дамжуулах чанар багатай байна. Хийн бодист гүйдэл үүсэх нь зөвхөн чөлөөт электрон эсвэл цэнэгтэй ион агуулсан тохиолдолд л боломжтой.
Хийн диэлектрик нь өндөр чанартай тусгаарлагч тул орчин үеийн электроникийн үйлдвэрлэлд их хэмжээгээр ашиглагддаг. Ийм бодисын ионжилт нь гадны хүчин зүйлийн нөлөөгөөр үүсдэг.
Хийн ионуудын мөргөлдөөн, түүнчлэн дулааны нөлөөлөл, хэт ягаан туяа эсвэл рентген туяаны нөлөөн дор төвийг сахисан молекул үүсэх процесс (рекомбинаци) ажиглагдаж байна. Энэхүү үйл явцын ачаар хий дэх ионуудын тоог нэмэгдүүлэх нь хязгаарлагдмал бөгөөд гадны иончлолын эх үүсвэрт өртсөний дараа богино хугацаанд цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн тодорхой концентраци үүсдэг.
Хийд өгөх хүчдэлийг нэмэгдүүлэх явцад ионуудын электрод руу шилжих хөдөлгөөн нэмэгддэг. Тэд бишдахин нэгтгэх цагтай тул электродууд дээр цэнэггүй болдог. Дараа нь хүчдэл нэмэгдэхэд гүйдэл нэмэгдэхгүй бөгөөд үүнийг ханалтын гүйдэл гэж нэрлэдэг.
Туйлшгүй диэлектрикийг авч үзвэл агаар бол төгс тусгаарлагч гэдгийг бид тэмдэглэж байна.
Шингэн диэлектрик
Шингэн диэлектрикийн цахилгаан дамжуулах чанарыг шингэний молекулын бүтцийн онцлогоор тайлбарладаг. Поляр бус уусгагч нь чийгийг оруулаад задарсан хольц агуулдаг. Туйл молекулуудад цахилгаан гүйдлийн дамжуулалтыг мөн шингэний ион болон задрах процессоор тайлбарладаг.
Нэгтгэлийн энэ төлөвт коллоид бөөмсийн хөдөлгөөнөөс мөн гүйдэл үүсдэг. Ийм диэлектрикийн хольцыг бүрэн арилгах боломжгүй тул гүйдэл дамжуулах чадвар багатай шингэнийг олж авахад асуудал үүсдэг.
Бүх төрлийн дулаалга нь диэлектрикийн тусгай дамжуулалтыг бууруулах хувилбаруудыг эрэлхийлдэг. Жишээлбэл, хольцыг зайлуулж, температурын индикаторыг тохируулна. Температурын өсөлт нь зуурамтгай чанар буурч, ионуудын хөдөлгөөн нэмэгдэж, дулааны диссоциацийн зэрэг нэмэгддэг. Эдгээр хүчин зүйлс нь диэлектрик материалын дамжуулах чанарт нөлөөлдөг.
Хатуу бодисын цахилгаан дамжуулах чанар
Энэ нь зөвхөн тусгаарлагчийн ионууд төдийгүй хатуу материалын доторх хольцын цэнэгтэй хэсгүүдийн хөдөлгөөнөөр тайлбарлагддаг. Хатуу тусгаарлагчаар дамжин өнгөрөхөд хольцыг хэсэгчлэн зайлуулдаг бөгөөд энэ нь аажмаар үүсдэг.дамжуулалтад нөлөөлдөг. Кристал торны бүтцийн онцлогийг харгалзан үзэхэд цэнэгтэй бөөмсийн хөдөлгөөн нь дулааны хөдөлгөөний хэлбэлзлээс үүдэлтэй.
Бага температурт эерэг болон сөрөг хольцын ионууд хөдөлдөг. Ийм төрлийн тусгаарлалт нь молекул болон атомын талст бүтэцтэй бодисын хувьд ердийн зүйл юм.
Анизотроп талстуудын хувьд тусгай дамжуулалтын утга нь түүний тэнхлэгээс хамаарч өөр өөр байдаг. Жишээлбэл, кварцын хувьд үндсэн тэнхлэгтэй параллель чиглэлд перпендикуляр байрлалаас 1000 дахин их байна.
Чийглэг бараг байдаггүй хатуу сүвэрхэг диэлектрикүүдэд цахилгаан эсэргүүцэл бага зэрэг нэмэгдэх нь тэдний цахилгаан эсэргүүцэл нэмэгдэхэд хүргэдэг. Усанд уусдаг хольц агуулсан бодисуудын чийгшлийн өөрчлөлтөөс болж эзлэхүүний эсэргүүцэл мэдэгдэхүйц буурч байгааг харуулж байна.
Диэлектрикийн туйлшрал
Энэ үзэгдэл нь диэлектрикийн макроскоп эзэлхүүн тус бүрээр зарим цахилгаан (индукцлагдсан) моментийг олж авахад хүргэдэг орон зай дахь тусгаарлагчийн хэсгүүдийн байрлал өөрчлөгдсөнтэй холбоотой.
Гадны талбайн нөлөөн дор үүсдэг туйлшрал байдаг. Тэд мөн гадна талбар байхгүй үед ч гарч ирдэг туйлшралын аяндаа гардаг хувилбарыг ялгадаг.
Харьцангуй нэвтрүүлэх чадвар нь:
- энэ диэлектриктэй конденсаторын багтаамж;
- түүний вакуум дахь хэмжээ.
Энэ үйл явц нь харагдах байдал дагалддагБодисын доторх хурцадмал байдлын хэмжээг бууруулдаг, холбогдсон цэнэгийн диэлектрикийн гадаргуу.
Гадна талбар бүрэн байхгүй тохиолдолд диэлектрик эзэлхүүний салангид элемент нь цахилгаан моментгүй, учир нь бүх цэнэгийн нийлбэр тэг бөгөөд сөрөг ба эерэг цэнэгийн давхцал байдаг. зай.
Туйлшралын сонголтууд
Электрон туйлшрах үед атомын электрон бүрхүүлийн гадаад талбайн нөлөөн дор шилжилт үүсдэг. Ионы хувилбарт торны хэсгүүдийн шилжилт ажиглагдаж байна. Диполийн туйлшрал нь дотоод үрэлт ба холболтын хүчийг даван туулахын тулд алдагдлаар тодорхойлогддог. Туйлшралын бүтцийн хувилбар нь хамгийн удаан процесс гэж тооцогддог бөгөөд энэ нь нэг төрлийн бус макроскоп хольцын чиг баримжаагаар тодорхойлогддог.
Дүгнэлт
Цахилгаан тусгаарлагч материал нь тодорхой цахилгаан потенциалын дор цахилгаан тоног төхөөрөмжийн зарим эд ангиудын найдвартай тусгаарлагчийг авах боломжийг олгодог бодис юм. Одоогийн дамжуулагчтай харьцуулахад олон тооны тусгаарлагч нь цахилгаан эсэргүүцэл нь мэдэгдэхүйц өндөр байдаг. Тэд хүчтэй цахилгаан орон үүсгэж, нэмэлт эрчим хүч хуримтлуулах чадвартай. Орчин үеийн конденсаторуудад тусгаарлагчийн ийм шинж чанарыг ашигладаг.
Химийн найрлагаас хамааран байгалийн болон синтетик материал гэж хуваагддаг. Хоёрдахь бүлэг нь хамгийн олон байдаг тул эдгээр тусгаарлагчийг янз бүрийн цахилгаан хэрэгсэлд ашигладаг.
Технологийн онцлогоос хамааран бүтэц, найрлага, хальс, керамик, лав, эрдэс тусгаарлагчийг тусгаарлана.
Эвдрэлийн хүчдэлд хүрэх үед эвдрэл ажиглагдаж, цахилгаан гүйдлийн хэмжээ огцом нэмэгдэхэд хүргэдэг. Ийм үзэгдлийн онцлог шинж чанаруудын дотроос хүч чадал нь стресс, температур, зузаанаас бага зэрэг хамааралтай болохыг онцлон тэмдэглэж болно.
