Токи в діелектриках - студопедія
Електропровідність діелектриків - це стан речовини, що має в наявність заряджені частинки, що знаходяться в електричному полі. Існує три основних види електропровідності.
Електронна або металева електропровідність. Характерна для металів і більшості твердих діелектриків, носії зарядів - електрони.
Іонна або електролітична електропровідність. Носії зарядів - іони, характерний процес - електроліз, в результаті якого виходять нові речовини.
Моліонная або електрофоретична електропровідність. Носії зарядів групи молекул - моліони. Характерна для колоїдних розчинів і суспензій. Результатом характерного процесу є зміна концентрацій відносних шарів рідини.
У момент включення і виключення постійного електричного поля через діелектрик електричного конденсатора протікає обумовлений швидкими видами поляризацій струм зміщення Iсм за час близько 10 - 15 с. У неполярних однорідних діелектриках потім встановлюється струм наскрізної провідності - Iскв. У початковий момент часу і при виключенні постійного поля через полярні і неоднорідні діелектрики протікає також струм абсорбції - Iабс. причиною якого є уповільнені (релаксаційні) поляризації. У багатьох діелектриках, що використовуються як електричної ізоляції, Iскв встановлюється за час менше 1 хв. У змінному електричному полі через діелектрик протікають все, характерні для нього види струмів.
Наскрізний струм - Iскв (струм витоку) обумовлений наявністю в діелектриках зазначених в таблиці вільних носіїв заряду різної природи.
У постійному електричному полі струми абсорбції можуть встановлюватися протягом тривалого часу в залежності від типу діелектрика і механізму поляризації. Зменшення струму Iабс може спостерігатися протягом хвилин або навіть годин. Після зникнення струму абсорбції через діелектрик буде протікати тільки струм Iскв. При розрахунку опору ізоляції на постійній напрузі необхідно розрахунок вести по току наскрізної провідності Iскв. виключаючи струми абсорбції.
Основними характеристиками електроізоляційних матеріалів є питома об'ємна провідність gv та питома поверхнева провідність gs. Для їх порівняльної оцінки користуються значеннями питомого об'ємного опору rv і питомого поверхневого опору rs.
Питомий об'ємний опору rv одно об'ємному опору куба з ребром в 1 м, подумки виділеного з досліджуваного матеріалу, якщо струм проходить крізь куб від однієї його грані до протилежної (рис.1.13).
Питомий поверхневий опір rs дорівнює опору прямокутника, подумки виділеного з поверхні матеріалу, якщо струм проходить через нього від однієї його сторони до протилежної.
де b - відстань між електродами, a - ширина електродів.
Rs - поверхневий опір зразка матеріалу між паралельно поставленими електродами шириною a. віддалених один від одного на відстань b.
Опір діелектрика складе.
Питома об'ємна провідність.
Питома поверхнева провідність.
Електропровідність залежить від стану речовини (тверде, рідке, газоподібне), а також від вологості і температури навколишнього середовища, наявності іонізуючого випромінювання.
Поверхневий струм - струм, оточуючий поверхню зразка is. Він залежить від чистоти поверхні діелектрика - забруднення, вологості, корозії.
Об'ємний ток - струм, що протікає всередині діелектрика по всьому об'єму iv. Він залежить від властивостей самого діелектрика.