Питомий поверхневий опір - студопедія
На поверхню укріплені два електроди і виміряно опір між ними. Товщина зразка повинна бути більше розмірів квадрата. Розміри
Значення не мають.
Використовуються так само величини зворотні опору: Питомі об'ємне і поверхневі провідності.
Провідність по постійній напрузі на основі наскрізного струму.
Електропровідність діелектриків залежить від багатьох факторів, таких як:
1. Агрегатний стан
При тривалому впливі зовнішнього електричного поля провідність може змінюватися. Якщо наскрізний струм при тривалому впливі зменшується, то провідність була обумовлена в основному іонами домішок. В результаті відбувається електрична очищення зразка. Якщо наскрізний струм з часом збільшується, то причина в старінні під напругою (накопичення різноманітних дефектів). У деяких матеріалах може спостерігатися анізотропія провідності, яка проявляється в тому, що в різних напрямках провідність може змінюється в велике число раз (обумовлено будовою кристалічної решітки). При цьому ці напрямки залежать від осей симетрії кристала (в кварці до 1000 разів).
Втрати в діелектриках
Діелектричними втратами називаються електричною потужністю затрачену на нагрів діелектрика при проходженні через нього електричного струму. При постійній напрузі нагрівають діелектрик. При змінній напрузі нагрів проявляється багатьма різними механізмами на різних частотах. Так як втрати обумовлені відразу діями кількох механізмів, то їх сума є складною функцією.
Кутом діелектричних втрат називають кут, що доповнює до 90о кут зсуву фаз між струмами і напругами в ємнісний ланцюга.
Так як є втрати, є активна складова. Чим більше тим більше втрати.
Схема заміщення реального конденсатора:
, де залежить від частоти.
Вводиться коефіцієнт діелектричних втрат:
Види діелектричних втрат:
1. Втрати на електропровідність (цей вид втрат, як правило, від частоти не залежить).
2. Релаксаційні втрати (Обумовлені активною складовою поляризаційних струмів. Спостерігаються при всіх видах поляризації, а тільки у тих, в яких має місце релаксація. Ці втрати особливо помітні на ВЧ).
3. Іонізаційні втрати (Виявляються газоподібних діелектриках, енергія йде на іонізацію нейтральних атомів і молекул).
4. Резонансні втрати (Виявляються при збігу частоти зовнішнього коливання з резонансною частотою атомів і молекул. Це веде до того, що Ам атомів і молекул зростає, за рахунок цього зростають теплові втрати.)
Величина залежить від наступних факторів:
1. Вид матеріалу
2. Товщина матеріалу
3. Конфігурація електричного поля (форма електродів)
Якщо поле приблизно однорідне, то пробій настає повільніше, ніж в разі нерівномірної напруженості. - характеризує не здатність матеріалу, а здатність вироби з цього матеріалу.
Електрична міцність - мінімальна напруженість однорідного електричного поля приводить до пробою.
При пробої газоподібного діелектрика через високу рухливості молекул після зняття напруги пробитий ділянку відновлює свої властивості. В основному пробою твердого діелектрика призводить до руйнування. Пробивні властивості повітря залежать від:
3. Зовнішня іонізація
У порівнянні з іншими діелектриками повітря не велика. Пробій в повітрі може розвиватися за двома механізмам:
1. Ударна іонізація
Електрична міцність газів на різних частотах може змінюватися. На ВЧ може бути більше на постійній напрузі. У інертних газів електрична міцність, як правило, нижче, ніж у повітря.
Рідкі діелектрики при нормальних умовах мають більш високу електричну міцність, ніж гази. У той же час наявність домішки сильно погіршує електричні властивості. У твердих діелектриках спостерігаються пробої трьох типів:
Сутність електричного пробою полягає в наступному. З небагатьох наявних електронів, прискорених полем, утворюються лавини. Якщо таких лавин багато, то в них виникає високий тиск і матеріал руйнується.
Тепловий пробій характерний для матеріалів з великими діелектричними втратами. У матеріалів з великими діелектричними втратами велика активна складова струму. Якщо є активна складова, відбувається виділення тепла. Якщо охолодження недостатньо, то матеріал термічно руйнується. В результаті протікання струму змінюється хімічний склад діелектрика. Матеріал старіє і виникає пробій.
Класифікація видів діелектриків.
Залежно від виконуваної функції діелектрики діляться на три класи:
Призначені для електричної ізоляції елементів, що знаходяться під різними напругами.
- конденсаторні діелектричні матеріали
Призначені для створення електричної ємності і акумуляції електричної енергії у вигляді електричного поля.
Використовуються для створення спеціалізованих пристроїв. У них складна залежність властивостей від зовнішніх умов. Призначені для поділу постійного і змінного напруг.
Для електроізоляційних матеріалів # 949; (Діелектрична проникність середовища) мала і велика # 961; (питомий опір).
Для конденсаторних діелектриків, чим більше # 949 ;, тим краще.
У активних діелектриків # 949; має нелінійну залежність. На цій нелінійності засновано виготовлення багатьох пристроїв.
По агрегатному стані діелектрики поділяють на:
За хімічною природою діелектрики поділяють на: