Токи смещения и электропроводность диэлектриков

Лекция № 7

Электропроводность диэлектриков

Токи смещения и электропроводность диэлектриков

В диэлектриках поляризационные процессы смещения связанных зарядов в веществе до момента установления равновесного состояния протекают во времени, создавая токи смещения. Токи смещения столь кратковременны, что их обычно не удается зафиксировать приборами. Токи смещения различных видов замедленной поляризации называют абсорбционными токами, которые при постоянном напряжении, меняя свое направление, протекают только в моменты включения и выключения напряжения, а при переменном напряжении - в течение всего времени нахождения материала в электрическом поле.

Наличие в технических диэлектриках небольшого числа свободных зарядов приводит к возникновению слабых по величине сквозных токов. Ток утечки представляет собой сумму сквозного тока и тока абсорбции:

I = I_СК + I_АБ (3.8)

После подключения постоянного напряжения происходит постепенное спадание тока со временем (рис. 3.3).

 

Рисунок 3.3

 

В начальный промежуток времени в цепи протекает быстро спадающий ток смещения I_СМ, плотность которого , где D - вектор электрического смещения.

Этот ток прекращается за время порядка постоянной времени RC схемы источник-образец, которое обычно мало. Однако ток продолжает изменяться и после этого, часто в течение минут и даже часов. Медленно изменяющаяся составляющая тока обусловленная перераспределением свободных зарядов в объеме диэлектрика называется током абсорбции. Проводимость диэлектрика при постоянном напряжении определяется по сквозному току, сопровождающемуся выделением и нейтрализацией зарядов на электродах. При переменном напряжении активная проводимость включает в себя и активные составляющие абсорбционных токов.

Истинное сопротивление диэлектрика R_ИЗ, определяющее сквозной ток:

, (3.9)

где V - приложенное напряжение.

Ток обычно измеряют через одну минуту после включения напряжения и принимают за сквозной.