Электропроводность диэлектриков

Поляризационные процессы смещения любых зарядов в веществе, протекая во времени до момента получения и установления равновесного состояния обуславливают появление или смещения поляризационных токов или токов смещения в диэлектрике. Они кратковременны.

Токи смещения различных видов замед. поляризации называются абсорбционными токами I_аб. При постоянном напряжении абсорбционные токи протекают только в момент включения и выключения напряжения. При переменном напряжении они протекают в течении всего времени нахождения материла в электрическом поле. Наличие в диэлектрике небольшого числа свободных зарядов, а также инжекция их из электронов приводит к появлению слабых сквозных токов (сквозная электропроводность) I_скв.

Полная электропроводность:

Плотность тока смещения определяется скоростью изменения вектора эл. смещения индукции: D

обусловленного мгновенными электронными и ионноными и замедленными смещениями зарядов.

I_ут от времени t зависит следующим образом.

Из графика: после завершения поляризации идет только сквозной ток.

Особенностью электропроводности диэлектрика является ее не электронный характер.

Сопротивление диэлектрика, определяющее сквозной ток можно вычислить по формуле: , где I_ут – наблюдаемый ток утечки, U - приложенное напряжение, - суммарный ток асборции.

Т.к. при определении абсорции токов возникают трудности, то R рассчитывается как частное от напряжения на ток, рассчитанного через 1 минуты после включения и принимаемого за сквозной ток.

Для твердых электроизоляционных материалов нужно различать объемную и поверхностью проводимость. Для сравнительной оценки объемной и поверхностной проводимостей пользуются значениями удельного объемного сопротивления r и удельного поверхностного сопротивления r_S.

Удельное объемное сопротивление равен объемному сопротивления куба с ребром (1м), мысленно вырезанному из исследуемого материала и умноженного на 1 м (Ом*м).

Для плоского образца

R – объемное сопротивление образца.

S – площадь электродов.

h­ – толщина образца.

Удельная объемная проводимость (см/м). Удельная поверхностное сопротивление сопротивлению квадрата (любого) мысленно выделенного на поверхности материала, и если ток проходит от одной его стороны к противоположной.

R­ – поверхностное сопротивление образца материала между параллельными находящимися между электродами шириной d и на расстоянии друг от друга на расстояние l . (см)

Полная проводимость складывается из объемной и поверхностной проводящей.

При длительном р-те под напряжением ток через твердые и жидкие диэлектрики с течением времени может уменьшаться и увеличиваться.

Уменьшение тока говорит о том, что электропроводность уменьшается за счет эл. очистки образца. Увеличение тока говорит о участии в нем зарядов, являющихся структурными элементами самого материала и о протекающем процессе старения, приводящим к пробою диэлектрика.

Пробив сопротивления изоляции диэлектрика конденсатора и его емкость принято называть пост. Времени саморазряда конденсатора.

U – напряжение на электродах конденсатора через время t после отключения его от источника напряжения. U₀ – напряжение, до которого был заряжен конденсатор при t=0, R_из – сопротивление изоляции (сопротивление сквозному току), С– емкость конденсатора,

Электропроводность газа.

Ток в газах может возникнуть только при наличии ионов и электронов. Ионизация нейтральных молекул газа возникает либо под действием содурарения заряженных частиц молекулами (пр, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи, космические лучи, сильный нагрев газа).

Электропроводность газа, обусловлена внешними факторами называется несамн___ной ???

С другой стороны в разряженных газах возможно электропроводность за счет ионов, образующихся за счет соударения заряженных частиц с молекулами газа.

Электропроводность газа, обусловленная ударной ионизацей называется симметричной ???

При ионизации газа происходит расщепление молекул на положительные и отрицательные ионы. Одновременно часть положительных ионов соединяясь с отрицательными ионами образуют молекулу. Это процесс называется рекомбинацией. Предположим, что ионизированный газ находится между двумя плоскими параллельными электродами, к которым положено напряжение. Ионы будут перемещаться и в цепи возникает ток.

Часть ионов нейтральный на электродах, а часть исчезнет от рекомбинации.

Зависимость тока от напряжения.

На начальном участке кривой до напряжения насыщения U_н выполняется закон Ома. При этом запас положительных и отрицательных ионов постоянен. При увеличении тока ионы уносятся с электродов и не успевают рекомбинировать, следовательно, ток не увеличивается при дальнейшем увеличении напряжения тока ионизация осуществляется под действием внешних факторов. При возникновении ударной ионизации появляется самостатическая электропроводность. Напряжение тока увеличивается при увеличении напряжения.