Как влияет частота на поляризацию диэлектриков

О явлениях, обусловленных поляризацией, можно судить по значению диэлектрической проницаемости, а также угла диэлектрических потерь. Для того чтобы выяснить как влияет частота приложенного напряжения на поляризацию диэлектриков, нужно выяснить как влияет частота на диэлектрическую проницаемость. Так как время установления электронной поляризации весьма мало, то даже при наиболее высоких частотах, применяемых в современной электротехнике и радиоэлектронике, поляризация неполярных диэлектриков успевает полностью установится за время, которое пренебрежимо мало по сравнению с полупериодом переменного напряжения. Поэтому диэлектрическая проницаемость неполярных диэлектриков(диэлектрики обладающие в основном электронной поляризацией) от частоты не зависит. У полярных диэлектриков(диэлектрики обладающие одновременно электронной и дипольно-релаксационной поляризациями) при повышении частоты диэлектрическая проницаемость остается неизменным, но начиная с некоторой критической частоты f к, когда поляризация уже не успевает полностью установиться за один полупериод, диэлектрическая проницаемость снижается.

неполярная жидкость

полярный жид.

7. Общая характеристика электропроводности д\эл.

Поляризационные процессы смещения связанных зарядов в веществе до момента установления равновесного состояния протекают во времени, создавая токи смещения, в диэлектриках. Токи смещения упругосвязанных зарядов при электронной и ионной поляризациях столь кратковременны, что их обычно не удается зафиксировать прибором. Токи смещения различных видов замедленной поляризации, наблюдаемые у большого числа технических диэлектриков, называют абсорбционными токами. При постоянном напряжении.

Абсорбционные токи, меняя свое направление, протекают только в моменты включения и выключения напряжения; при переменном напряжении они протекают 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 в техническом диэлектрике представляет собой сумму сквозного тока и тока абсорбции. Особенностью электропроводности диэлектриков в большинстве случаев является её неэлектронный (ионный) характер. Для твёрдых Эл\изоляционных материалов необходимо различать объёмную и поверхностную проводимость. Для сравнительной оценки удельной и поверхностной проводимости различных материалов пользуются значениями удельного объёмного сопротивления:

и удельного поверхностного сопротивления:

8. Электропроводность газообразных д\эл.

Газы при небольших значениях напряженности электрического поля обладают исключительно малой проводимостью. Ток в газах может возникнуть только при наличии в них ионов или свободных электронов. Ионизация нейтральных молекул газа возникает либо под действием внешних факторов, либо вследствие соударений заряженных частиц с молекулами. Внешними факторами, вызывающими ионизацию газа, являются рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи, космические лучи, радиоактивное излучение а также термическое воздействие (сильный нагрев газа). Электропроводность газа, обусловленная действием внешних ионизаторов, называется несамостоятельной. С другой стороны, особенно в разреженных газах, возможно создание электропроводности за счет ионов, образующихся в результате соударения заряженных частиц с молекулами газа. Ударная ионизация возникает в газе в тех случаях, когда кинетическая энергия заряженных частиц, приобретаемая под действием электрического поля, достигает достаточно больших значений. Электропроводность газа, обусловленная ударной ионизацией, носит название самостоятельной.

В слабых полях ударная ионизация отсутствует и самостоятельной электропроводности не обнаруживается. При ионизации газа, обусловленной внешними факторами, происходит расщепление молекул на положительные и отрицательные ионы. Одновременно часть положнтельнх ионов, соединяясь с отрицательными частицами, образует нейгральные молекулы. Этот процесс называется рекомбинацией. Наличие рекомбинации препятствует безграничному росту числа ионов в газе и объясняет установление определенной концентрации ионов спустя короткое время после начала действия внешнего ионизатора. На начальном у-ке диаграммы з-н Ома, запас положительных и отриц. Ионов достаточен и его можно считать постоянным. По мере возрастания напряжения ионы уносятся к электродам, не успевая рекомбинировать. При некотором напряж все ионы будут разряжаться на электродах. Прямая – ток насыщения. При увеличении напряжения ток остаётся постоянным лишь до тех пор пока иониация осуществляется под действем внешних факторов. При возникновении ударной ионизации появляется сомостоятельная Эл\пр-ть. (при напряжении большем напряжения ионизации). И ток вновь начинает увеличиваться с возрастанием напряжения.

9.Эл\про-ть жидких д\эл.

Электропроводность жидких диэлектриков тесно связана со строением молекул жидкости. В неполярных жидкостях электропроводность зависит от наличия диссоциированных примесей, в том числе влаги; в полярных жидкостях электропроводность определяется не только примесями, но иногда и диссоциацией молекул самой жидкости. Ток б жидкости может быть обусловлен как пере движением ионов, так и перемещением относительно крупных заряженных коллоидных частиц. Невозможность полного удаления способных к диссоциации примесей из жидкого диэлектрика затрудняет получение электроизоляционных жидкостей с малыми значениями удельной проводимости. Полярные жидкости всегда имеют повышенную проводимость по сравнению с неполярными, причем возрастание диэлектрической проницаемости приводит к росту проводимости. Сильнополярные жидкости отличаются настолько высокой проводимостью, что рассматриваются уже не как жидкие диэлектрики, а как проводники с ионной электропроводностью. Удельная проводимость любой жидкости сильно зависит от температуры. С увеличением температуры возрастает подвижности ионов в связи с уменьшением вязкости и может увеличиваться степень тепловой диссоциации. Оба фактора фактора повышают про-ть.

10. Эл\про-ть твёрдых д\эл.

Электропроводность твердых тел обусловливается передвижением. как ионов самого диэлектрика, так и ионов случайных примесей, а у некоторых материалов может быть вызвана наличием свободных электронов. Электронная электропроводность наиболее заметна при сильных электрических полях. Вид электропроводности устанавливают экспериментально, используя закон Фарадея. Ионная электропроводность сопровождается переносом вещества. При электронной электропроводности это явление не наблюдается. В процессе прохождения электрического тока через твердый диэлектрик содержащиеся в нем ионы примеси могут частично удалиться, выделяясь на электродах, как это наблюдается в жидкостях. В твердых диэлектриках ионного строения электропроводность обусловлена главным образом перемещением ионов, освобождаемых под влиянием флуктуации теплового движения. При низких температурах передвигаются слабозакрепленные ионы, в частности ионы примесей. При высоких температурах освобождаются и некоторые ионы из узлов кристаллической решетки. В диэлектриках с атомной или молекулярной решеткой электропроводность связана только с наличием примесей, удельная проводимость их весьма мала. В телах кристаллического строения с ионной решёткой Эл\про-ть связана с валентностью ионов. Кристаллы с одновалентными ионами обладают большей проводимостью, чем кристаллы с многовалентными ионами.