Диэлектриктщ epicTeHyi жэне оньщ электр ет1мд)лшмен байланысты

Барлык, диулектриктер байланыекан электрл!к зарядтарга ие: аетомдардыц сол зарядталган электрондык кабыршыктары жэне он зарядтталган атомдык ядролар. Электр opicine диэлектриктер косылмаган кезде осы зарядтар концентрикалык куйде орналаскан, сондыктар атомдар электрлж нейтралды.

Электр epiciHiH (E) эсершен диэлектриктеп бегелмел! электр зарядтар эсер еткен кушт^н. баьытымен ыгысады. Ол ыгысудын шамасы epic кернеул1г!н1н мвлшер1меп байланысты. Егер электр ©piciHeH ажыратса, онда жацагы зарядтар вз калпына кайтадаи оралады да, кайтадан оралады да, кайтадан атомдар электр нейтралды болады. Дипольды молекулалар немесе полярлы диэлектриктер, электр epiciHin аркасында ерюпен багыттасады. Егерде ер!стен сондай диэлектриктерд! ажыратсак, жылулык, козгалыстын acepineH дипольдар бейберекет болып багытын жогалтады. Диэлектриктер зарядтарынын кеб!с1н1ц ыгысуы epic-пн кернеулЫмен сызыкты байланысады. 0р1стену непзг! ею улкен топка бел1нед1.

BipiHiuicine - лезде, сершмдь электр куатып шашыратпай,

жылытпай ететш ерттенулер жатады. Олар электрондык жэне иондык; epic-

тенулер, нэтижесшде ыгысу тогы (1_МГ) пайда болады.

Электрондык ерютену атомдар мен иондардьщ электрон кдбыршышнъщ деформациясы жэне сершнд] ыгысуы аркасында пайда болады. Бу_л epic'reny диэлектриктщ курамымен агрегаттык кушне карамай барлык. диэлектриктерде 10'.. сек 1шшде вшед! де, сырткы куаттын, шыгынына эсер етпейдк Коршаган ортаиыц жылулыгына да тэуелаз, б1ракта термиалык улгаюдын зсершен езшддк келемшщ щшде атомдардьщ саны азаяды деп, ерштену де азайган сиякты квршедь Бул кершудщ xypi тек кана полярлы емс дшлектриктерге сзйкес.

Электрондардьщ ыгысуы еершмд] болады, электр opicin альш тастаганда, электроидар бурынгы калпьша келедь

Иондык ерютен>- курамы иондык катты денелерде етед! 0р1стенуд]Ц б^л xypi серп!нд1 байланыскан иондардьщ вз орнынан ыгысканымен шарттасады, втет!Н уакыты 10" сек арасында, куат шыгынын шыгармайды. Иондык ерютенудщ мэн! - сол зарядты иондардьщ epicKe карсы козгалуында, ал он зарядты иондардьп! вр!слен багыттасуьшда. Серп1мд1 иондык ©р1стену практикалык жи^кке байланысты емес /жишк cneKrpiHJH инфракьпьтл торауына дей!н/. Екшш! тобына_: баяу агатын, ¥-чгаюы да, KCMyi де акырын болатын, диэлектрикт! кыздыратын куаттыц cemjfy'i 6ipre журет1н, вр!стенуд1 жаткызамыз. Оларды релаксациондык ер1стену дейм1з. Ол тобка жататындар: дипольды - релаксациондык;, ионды - релаксациондьд, электронды - релакса-ииондык, сионтандык, резонанстьщ, миграциялык, жогары вольчтык жэне калдык ерштенулер. Осы ер)стенулерд!ц аркасында диэлектрикте активт1 жзне реактивт1 ток (1_;, _аГк, I_p .,_6i;.) журед]. Ол токтардын аты абсорбциялык токтар. .Техникалык диэлектриктерде баяу отетш ер1стенулер 1 мин уак,ыт арасында 61тед1, электр opicinin. куатын шыгындатады, ойтксн! диполдар opicneu багыт-тасу уш!н туткыр ортаньщ кедерГ1с!н басып оту керек. Эквиваленгпк схемада мундай ергстенуд! сыйымдылык лен актив!! кедерпн! избектеп коеады. Полярды лиэлектриктсрд!н вТ1Мд5л1п температурага жэне жи!л1кке байланысты.

Ерекше топка сегноэлектриктер жатады. Сегноэлектрик деп, бедпл! 6ip температурадан темен, немесе белпл! температура аралыгьшда сырткы epic жокта езД1гшен ерютенш т^ратын заттарды айтамыз/ спонтанно- самопроиз­вольно - езшен - ез]/, олардын электр ыгысуы кернеул1ктщ езгеру1мен кисык; сызыкка тэуелд!. Оядай байланые 6ipiHmi рет сегнет тузында байкалгак, сондыктан осы топка сзйкес келетщ диэлектриктерд! «сегпетоэлектриктер» дейлпз. Осындай диэлектриктердщ 6ip rypi - барий титанаты BaTiO₃, оныд кристалдары белек-белек белшектерден (домндерден) турады. 8p6ip доменн!д шшде электрл1к моменттер 6ip жакка карай багытталган. Егер кристаллы электр epicme енпзеек, онда электрл1к моменттер ерюпен багыттала бастайды. Осыньтд нэтижес1нде кейб)р домендерд^н ecyi басталады, домендерд!н арасындагы шекаралар ыгысады да, 6ip мезплде доиендерд^д бэр! 6ip тутас

электрл!к дипольге уксайды. Сонымен, сегнетоэлектриктерд!н. ерекшелш сол сырткы epicnen ез1нд!к байланыста болады.

2.2 Диэлектриктерд1а епма'шп

Диэлектрлж ет1мдш1К (е) - заттан кандай сыйымдылык алуга болатынын жэне ерютенудщ дэрежесш кврсетед1. Диэлектрик втшдшгшн (е) макроскопиялык шамасымен диэлекгриктерд!н epicTeHy дэрежес! аныкталады.

_£^-^ (2Л)

Со

мунда С - диэлектрик толтырылган конденсатор сыйымдылыгы; Со - электродтардьщ арасында вакуум бар конденсатордын сыйымдылыгы. Ал, конденсатор дегешм!з ек\ жагына электрод крекдн диэлектрик. Электр ер1с1нде конденсатордьщ заряды болады

Q = CU (2-2)

мунда С - сыйымдылык;

U - кериеу. БелгЫ кернеуд1ц магынасы конденсатордын заряды, немесе электр молшер!

мунда Q_o— элёктродтардаЕЫ заряд егерде электродтардын арасьшда болса

вакуум;

Q- - ерютенген диэлектриктщ заряды.

-.и ^ Q Qo⁺Q3 1 ^9 ⁱ о ал

•>''■''■-- Сонда z = ■— =------------------ = I +—— - \^-^>

Ii/K. Qo QO QO

■_жг 9p6ip чаттын диэлектрик втгмдшп «I »-ден кеп болуы керек.

с _H.w Жогарыда корсстшген (2.2) тсадкп былак деп корсету re болады

О = О е ~ CU - С U (2.5)

-i мунда Qi - электродтардын. арасында вакуум оар конденсатордьщ сыйым­дылыгы.

Диэлектриктщ ет»мдшп заттын табигатымен жэне сипатымен байланысты. Курамы курдел! катты диэлектриктерд!н диэлектрл1к ет!мдшпн (компоненттерд1н коспалары) ыгысуы логарифмд!к заныньщ нег1з!мен аныктауга болады.

е =0is^: 1 +02^ 2 l^--¹³.'

мундагы е_х, е₂ - жеке компоненттерддц диэлектрл1к ет1мдшп;

Э_ь 0₂ - компоненттерД1Н келемдк мелшер!;

х - компоненттердгн диэлектрикте бел in тарату т^рактысы, магынасы (■|-1)-ден(-1)-ге дейш, жалпы (6j +0₂) = 1.

Диэлектриктен К¥-растырылган конденсатордьщ сыйымдылыгы жэне онда жиналган зарядтар, ерютенудщ турльтурл1 механизмдер!не шарттас келед!.

Полярлы емес нейтралды диэлектрик ат!мд1лт (г,) онша улкен емес жэне epicTJH жишпмен байланысты емес, ал температура улгайган сайын (,е ) азаяды.

Иондык диэлектриктерде температураны кебейткенде, иондык байла-ныстьщ элс1реуш1ц аркасында ерктену есед!, осыныц эсершен иондык диэлектрик-тердщ (е) аз мелшерде улгаюы мумкш, немесе иоидык вр!стену электрондык ерштенумен кдбаттасканда (е) кему! де мумкш.

Полярлы дизлектриктерде жиiлiктi озгерткеп кезде (с) басында теракты больш тирады, ce6e6i epicTin полярлыгын ауыстырган кезде дипольдар орын ауыстырьтп улгередк Ал, барынша улкен жишктерде дипольдык молекулалар epicTJH багытына к,арай ауысуга улгермейд!, багытталуы элс^рейд! де, (к) азаяды. Сол мезплде, жишктщ вте жогаргы санында, электрондык epicTeHy гана байкалады. Температура взгергеп сайын озшщ ец жогарш шегше жетед! де, еонан сон, максимумнан вткеннеп кешн азая бастайды. Теменп темпе-ратураларда s электрондык ер1стену аркылы fana аныкталады. TeMnepaiypa улгайган сайын, дипольдардык тербелу амплитудасы кобейед1 де 6ip тепе-тецддк ^альштан, ек1нил тепе-тенд1к к,алыща eTin кету мумк1нд1п туады. Температура улкейген сайын ету уакыты азаяды. Сондыктан белпл1 6ip темпе­ратура мен жишкте электр ©р1с1ндеп диэлектрик ет!мдш!п максималды /шек/ магынасына жетедк 9pi к^рай 1емператураны кебейткепде, жылулык козгалыстыц деформациялык куш] релаксациялык ерютенуге эсер етед! де, (е) коми бастайды. Ал жишкт! кобейткен сайын (&) жогаргы шеп улкв!1 температуралар жакда карай ыгысады.

Электр ор!Ымен багыттаскан дипольдардьщ, epicri алып тастаганнан
кеЙ1н, жылулык. козгалыстьщ аркасында, канту уакыты бастапкы калыптаи
2,7 есе айырмашылыктан калган азаю уакытып релаксация уакыты (т_и) дсйм;з.
Нрокше топка ссгнстоэлектриктер жатады, олардыц электр ыгысуы керпеу-
jiiKTiii o;jrepyiMcn киеык сызыкка тзуелд1. Оядай байланыс 6ipiirmi per сегнет
тузында байкалынган, сондыктан осы топка сэйкес келегш диэлектриктерд!
«сегнетоэлсктриктср» дсйм!з. Спонгатщык. ер!стену белпл! ен жогаргы темпе-
ратурага дей1н сакталады, оны Кюри нуктесз дейд!. Диэлектрик ет!мдшп (е)
ете жогары мэндерге ие болады /1000-га дей1н\. Бул материалдардьщ (s), epic
кернеул1г{нен сызыксыз байланыстылыгымен сипатталады. Bip кезде, домен-
дерд1н; электр моментер^н^н багытталуы каныгады. Техникада сегнетоэлектрик-
терден сиымдылыгы айнымалы конденсаторлар (варикондтар) жасайды. (s)
тэж1рибе жузшде аныкталады. . .

Диэлектриктерд1н электр втк1зпшт1г1. Дэлектрл!

шыгындары

мазмульт:

- диэлектриктерд]Ц электр етюзпштш;

- диэлектрл! шыгындардьщ мшездемелерь

Дэр^с^ц максаты:

- диэлектрл! шыгандар мен электр етк1зпшт1кт1 окып бшу.

3.1 Диэлектриктерд1ц электр

Диэлектрик бойында epicreriy пррцестер[ б!ткеннен кейш тек втк'шш1 ток кана агады. Диэлектрикт!Ц отк1зпшт!гш елшегенде ер1стену токтарды 6ipre карастырган жен, ce6e6i жогаргы айнымалы кернеуде ете аз уакыттьщ 1Ш1Нде, бул диэлек!риктен тек кана етк1зпш ток емес жэнеде ыгысу мен абсорбция токтары журу) мумкш. Туракты керпеуге коскан диэлектрикт!н етшпигпп етк!нш1 токпен гана "аныкталады. Жалпы туракты кернеуде диэлектриктен етет(н етк!нш1 ток ею турл) токтаи к^ралады.

мунда 1_К- келемдгк ток;

I_fi - бетт!к ток, А;

Сонда диэлектрикт1ц етк!зу каб1лет! (G) /проводимость/

мулда U - ксрнеу. В;

Ci = G_K iG_Q)

мунда G_K, G_f,- диэлектриктщ келемдж жэне бетпк етк1зу

бпазу кабшетшщ Kepi шамасын ток етюзбейтш заттын электр кедерпо (R)

" v, келемше сэйкес кедерпш- R_K, бет!не сэйкес кедерп-К_й.
Сонда жалпы . -^г -

р - ' - Jb_5jL И 41

rv — —- — —- ■ -~ н^л/

Г% D [D V.7 14 р, т t\ ^

Сояымен етюнш! токты аныктайтын диэлектриктщ кедерпс! мына {формуламен есептелед}

ц ^11 =------- LL_^ " (3.5)

мунда I - карастырыльш отырган ток, А,

U - бершген кернеу, В;

Uuf⁺ hbc) ~ ^жэй агатын epicreny токтарынын косындысы.

■ iuy, ■■ ■ -^1! " ■ "

Жэй агатын epic'reny токтарыньщ мелшер! 1 минуттыц imiHfle 6\тед1, сондыктан еткшил ток (1_0Г) елшеу ушш диэлектрикт! 1 минут кернеуде устап, жалпы диэлектриктен ететш токты олшейдз дс кедергш! кернеудщ сол токка катынасы аркылы есептейдь К^зтты электр айыратын заттардыц келемдж жэне беттж электр етюзпцтгш жеке карастыру керек. Эр турл1 заттарга салыстырмалы бага беру ушш менцнкп келемд!к кедерп р_к мен ментшкп бетпк кедергшщ р$ мэндерш табу керек. Жазык; заттьщ б^ртект! электр epiciime меншкт; колемд! ксдерпсш мына формуламен есептейлш.

P_k=R_k-S/1i(Om-m) (3.6)

мунда р_к_мен1шкт1 келемдк кедерпсл, (Ом"м);

R_K - келемдё елшел алган жалпы кедерп ( Ом);

S- электродтьщ ауданы, (м²);

Ъ - калывдык (м).

Менш1КТ1 6eniK кедерпш мына формуламен есептеуге болады.

P₆-R₆ d/L(OM) (3.7)

м^Йда R₆- 6ip-6ipiMeH L кашыкта параллель койылган / жалпакгыгы d/ электр-одтардын арасындагы олшеп алынган бетТ1к кедерп.

Сонда меншнш бетт!к жэне келемд!к етк1зу каб1легш мына фшмулалармен ееептеуге болады

(3.8) (3-9)

-

3.1 Сурет- Бетт1к жэне келемд1к етшпштерд! аныктайтын, уш электродтык

диэлектрик

p=R₆-n(d,+d₂)/ (d_rd₂) (Ом),

p_K=R_K^:S/h (Ом*м).

суретте: А - жогары вольтты электрод; В - жермен жалгастыратын электрод; С - коршау сакинасы; d|, d₂₎ d₃, di - диаметрлер. Егерде кедерпс1н елшейт!н зат коксиалды цилиндр болса

мунда d,, d₂ ею /iiiuci жэне сырткы/ цшшндрдщ диаметрлер!.

Электрайыратын заттардьщ электр етк!зпшт1п бер1лген заттын куй1мен (газ^суйык не катты) сипатталады. Одан баска да коршаган ортаныч ылгалды-лыгымен, температурасымен, электр opiciHiH кернеул!гшщ мэн! жэне тур1мен тагы баска факторлармен байланысты болады. Газ сиякты диэлектиктерде. электр етк1зг1шт!к. сырткы факторлардын. эсершен (туршРВ^рл! сэуле шыгару т.б себептер) газдыд иондануымен аньщталады. Ионданудьщ нэтижеанде бос ток тасымалданушылары пайда болады, олар- иондар мен электрондар. Электр брюшщ кернеуЛ1гг 0,3-1 В/см болганда 1^газдарда ток oip калыпха жетап каныгады. Ол ток,ты каныгу тогы дейм1з. Ал одан жогары кернеул!кте ерк!н электрондардыц лек-лек пайда болуы байкалады, айткандай пэрменд1 иондану басталады. Суйык диэлектриктерде электр етшпшпк иондык. болып сипатталады, эрще полярлы суйыктардьщ электр eTKi^rimTiri полярлы емес суйыктарга Караганда улкен болады.

Кдтты диэлектриктерде электр ©тк13г1шт1Г1 элс!з ерштерде иондык болып сипатталады.Электр етк1зг1шт1н мэн! температура езгерген сайын ток тасымал-даушылардын концентрациясыньщ езгерумен де олардыц козгалысымен де аныкталады. Кушт1 электр ерютершдс /Ю^-ХО⁶ В/см-дан жогары/ диэлектрик-терд]н электр отк1з1-1шт1г! электрондык болып табылады.

3.2 Диэле1сгрикт1шыгындардын aeihfi мэл^меттер

Электр epiciHiH. аркасында диэлектрикте уакыт 61рл1г1нде сей1л1П₎ диэлектрикт1 кыздыратын куатты д^электрл! шыгын дейм!з. Диэлектрл! шышны айнымалы да, теракты да кернеудщ_аркасьшда етед1, ce6e6i т¥ракты кернеуд!ц эсершен диэлектрикте еткшгш ток пайда болады. Б^л ток активт!, диэлектр/п кыздыратып трк₃ диэлектрл1 шы*ъшды аныктайтын непзп ток. Туракты электр opicine Караганда айнымалы электр ергсшде диэлектрикт!К шыгын жогары. Айнымалы кернеуде еткшпл токтан баска диэлектрд!ц шыгынын шыгаратьш себептер бар. Олар: поляризация нроцестер!, иондану, улкен кернеуде д'иэлекгойктщ !щшдеп ететш прцестер, заттардыц к^рамы 6ip тек/ri емест!п. Техникада диэлектр;п шыгындар диэлектрл1 Еиыгындардын б^рыщьшен М1незделед1, немесе осы бурыштыц тангес!не тед.Идеаядык конденсаторда ток кернеуден 90° озып отырады. Егер знергйяньщ шашырауы болган жагдайда ток пен кернеу арасы 90" аз, ол б^рышты фазаныц ыгысу бу-рышы (ф) дейм1з. Диэлектрл! шыгындардьщ б^рышы деп ток пен кернеуден арасындагы фазалардьщ ыгысуын 90°- ка дей1н толыктыратын бурышты (5) айтамыз. Диэлетриктен етепн токтардыц векторлык диаграммами салганда 1ыг, Ц арб - реактиБт1 ток курастырушылары, ал 1_аабс, 1_К + 1_б= 1_0Г булар активт! ток К¥растырушылар (сурет 3..2) Диэлектриктеп.энергияньщ шашырау куатьз мына формуламен аныкталады.

(3-13)

м^нда U- кернеу. В;

со-2яГ- шенбершк

С- сыйымдылык., Ф- Гц:

tgS- диэлектрл1 шыгындар тангеиа.

Диэлектрл! шыгындардьщ табигаты эртурЛ!. Бул шыгындарга себеп болатын - материалдардьщ epicreHyi, электр етызпштер!, улкен кернеудс диэлектриктщ шшдеп ететш лроцестер, заттардьщ к^рамы 6ip тект1 еместМ. Полярлы емес диэлектрикте epic диэлектр:п шыгындарга эсер етпейд!, .шыгындар электр етюзпштшпен сипатталады.

Т

1ыг Ф U

3.2 Сурет- Дизлектриктердеп токтардьщ векторлык диаграммасы

tg3 = I_a/I_c (3.14)

муида 1_Й - токтьщ актив к^раушысы;

l_t - токтьщ реактив кураушысы.

Осыларга карай шыгьшдардьщ мынадай турлер! болады: релаксациондык, электр етюзпитк, ионизациялык, курамы зр тект: заттагы шыгындар.

Электр отшзгштк экспонента аркылы температурамен байланыскандыктан температура жогарылаган сайын tg5 - да экспонентамен есед1 жоне де жи!л1к кебейген сайын tgS азаяды. Жылулык ктгальтспен байланыекан дипольд! -релаксициондь!к ерштену дейм13. Температура жогарылаган сайын диполь-дардьщ 6ip тепе-тевд1к куйден екшшюше ету5не кетет1н электр epiciHin энер-гиясы ж^мсалган сайын tg5 еседь Бу^т процесте дипольдардыц саны негордым кебейген сайын, солг^рлым tg5 жогарылайды, Интенсивт! жылулык, козгалыс-ынын эсершен дипольдар 6ip жагдайдан eiciumi жагдайга етед!, сол кеэде tg5 томендейдк Бул жылулык козгалыегьщ энергиясы температура ескен сайын кебейе беред1 де электр epicimH, тарауы азаяды. Сосын температурага карай tg$ каитадан есед!, бул кобею! электр отк!чг'1шт1кпен байланые. Ал жи1л]"к кебейген сайын tg5 - нып максимумы жогары температурага карай ыгысады.

Ионизациялык шыгьшдарда tgS кернеуд]ц белгш! 6ip мзшнен бастап есе бастайды да максимум мэнге жетед!. Ионизациялык диэлектрл! шыгындар газдьщ изоляция мен катты дене арасында газ коскышы бар заттарда байкадады.

Сегнетоэлектриктерд!Н диэлектрл1 шыгындары спонтандык ерютену аркылы тус1нд1рыед1. Сегнетоэлектриктердщ жасалган кондеисатордьщ электр-одтарында зарядпен кернеуд1ц катысында электрЛ1к гистерезис байкалады. Бул шыгьгадардьщ шамасы гистерезист1к ауданымен сипатталады.

Кдоамы эртект!, курдел! заттарга жататьш: непз! кагаз немере ма_;та каткабат пластиктер, пластмассалар, санлаулы керамика, акыктын^туындылары - мика­нит, микалекс. Бул заттардьщ к^рамы курдел! болгандыктан диэлектрл! шытыннын мелшер1н санайтын жалпы формула болмайды. Диэле1стрл1 шыгынмен диэлектрик ет1МД1л1г!н тэж1рибе бойынша табады.

4 Дзр1с. Диэлектрикт! электр opiciMen Tecin оту. Электрл4к бор1кт1кт! аныктаудын racmi

Дэрютщмазм^ны:

- диэлектрик^ электр epiciMeH тест ету;

- газдарды тесу;

- с^йык диэлектрикт! Tecin ету;

- катты диэлектриктерд! Tecin ату;

- электрл^ 6epiKTiKTJ аныктаудыц тэсш!.

Дэрютщ максаты:

- диэлектриктерд! Tecin ету мен электрлщ бер1кт1кп аныктау;

- электл!К бер!кт1КТ1 аныктаудыц экспериментп тэсшш уйрену.

4.1 Диэлектрикт1 электр epiciivieH Teein ету

Электр epiciHe крекан диэлектиктщ электродтарыньщ арасьшдагы потенциалдар айырымы белпл! мэнге жеткенде, диэлектрикт1 токпен Tecin етед1. Сонда диэлектрик ток етюзед1 жэне электр т!збепнен айыратын касиетш жогалтады. Tecin еткен кездеп кернеу- теск'|ш кернеу (U,). Б1рынгай epicTeri электр 6epiKTiri теск1ш кернеулжке (Е,) тец. Ол мына формуламен есептепед!

рЩ (В/м) (4.1)

£ теск"1Ш кернеу;

d - калындьщ, не болмаса ек! электродтыц арасы. Газдарды Tecin ету фотонды жэне пэрменд! сок,па ионданулармен апыкталады. Суйык заттар жылулык ионизация процестердщ аркасында етедЬ К^атгы денелерд1 тесу yiniH электрл^к процестермен жылулык процестер oipre журу керек, осы процестердщ куаты ете жогары болады.

4.2 Газдарды тееу

Газдарды азгана гарыш сзулесш!Н, жер 6eTJHin радиоактивттнщ scepineH 6ip секунд [Ш1нде келем1 1см³ -де 10^20 бос электрондар, он жэне Tepic иондар пайда болады. Олар бейтарап молекула сиякты, бейберекетс!з жылулык козгалыста болады. 6pic эсер еткеннен кей1н жадагы белшектер косымша жылдамдьщ кабылдап, epic баштымен немесе оган карама - карсы козгала бастайды. Белшектерд!Н. багыты олардыц зарядыньщ тадбасына байланысты. Сол кезде газдагы белшектер косымша знергияга ие болады

(4.2)

мунда q - заряд;

U ~ кернеу;

X - еркш ж\фу жолыньвд узындыгы.

Егерде ерютщ тектестлп Жетк1л1кт1 болса, онда болады да зарядталган белшектёрдщ косымша энергиясы соктыгыскан молекулаларга бер!лед1.

Щ

W = ЕцХ

Егерде осы энергиянын елшем! улкён болган жагдайда атомдар мен электрондардын кшуы басталады. Бул жагдайда электрондардын ядродан б1ршама жердеп орбитага кешу!мен байланысты, ал кеиб1рде молекулалардьщ иондануымен де байланысты болады. Ионизация /иондану/ дегетмЬ молекул-аныд од иондануымеп электрондарга немесе од жэне xepic иондарга белшук Иондану шартьс W>W_M, бул жерде W,_r жылулык козгалысты крсып алган молекуланьщ косымша энергиясы.

Газдьщ кысымы жэне температурасыньщ бершген мэндершде, ерютщ аныкталган кернеултнде пэрменд! сокпа иондануы басталады, ce6e6i q мен X ap6ip газдарга теракты болады. Бул ©pic кернеулерш ( Еб) бастапкы кернеул!к деймЬ. Ксйб1р жагдайяарда ерютщ эсершен етеген электрондар молекуланы ыдыратпайды, 6ipaK коздыруы му.чкш.

Келеа жагдайда коздырылган молекула езшщ артык; знёргиясынан сэулесщ таратып - фотон рстшде шыгарады. Фотоиды баска молекула кабылдауы мумк!н соньщ нэтижесшде сол молекула ионданады. Осындаи 1шк1 фотондык газдык иондануы, сэуле uibiFapy тез еткенд1ктен, газдьщ етюзпш-т1пн кебейтед1. Газды Tecin ету кубылысы электр opicifflH тектест1пн1н дэрсжесще байланысты.

К^алыпты ер1сте Tecin ету, температура мен газ кысымына байланысты машиасы катан бшпчленген кернеуде ете тез болады. Егерде кериеу козшщ куспы улкен болган жагдайда электродтардыд арасында ^шкын найда болады, содан кеЙ1Н сол ушкын докага ^ласады. К,алыпты жагдайда кысым 0,1 МПа, температура 20'С электродтардыд арасы 1см болса, ауаньщ электрл'1к 6epiKTin шамамеп 3,2 МВ/м (32 кВ/см). Газдьщ электршк 6epiKTiri- кептеген факторлармен байланысты. Бф'тектес емес epic кернеул1пн1н, кризистдс мэндер-1нде тэж тэр1здес белшектену разрядтар пайда болады, сонан сон кернеул!к улгайган сайын тэж ^джынга, _ар_Ы карай догага айналады. -Екг" электродтыц арасындагы ауа разрядына Караганда, катты диэлектрикт1ц бет!ндег1 ауа разряды (6erriK разряд) к!ш1рек кернеуге етедь Разрядтык кернеуге электр-одпен диэлектрикт!ц бейнес1мен аныкталатын электр epiciHin Typi, epicTin жи1]п'п, диэлектрикт!и бет!н!Д жэй1, ауаньщ кысымы, ылгалдыгы эсер етедь

4.3 СуЙык диэлектрикт1 recin ету

К,алыпты жагдайда суйык диэлектриктерд1ц газдарга Караганда, электр 6epiKTirJ 6ipi-ieme ece жогарырак кернеуге етед1. К1рмелер болгандыктан, бул заттардыи Tecin ету теориясын калыптастыру киын. Суйыктарды электрл!к Tecin ету теориясы тек к!рмелерден тазартылган с^йыктарга гаыа байланысты.

Сол электр epiciHiH, кернеул!г1нщ ете улкер мэндер!нде электродтардан электрондар ыршып (ж^лынып) шыгуы мумкт жзне зарядталган белшектердщ кепт соктыгуынан, газдардагы сиякты с^йьщтын молекуласы ыдырайды.Б1рак газга Караганда суйыктардыд электрл!к 6epiicrinHin жогарылыгы электрон-дардыд ерк1н жолыньщ кыскаруымен аныкталады. Газ коскыштары бар суйык-тарды Tecin eTyi. су-йык.тыд 6ip жершщ катты кызумен тус1нд!р1лед1, ейткен! газдьщ Ke6ipuHKTepi с^йыкка Караганда, оте жеьцл ионданады да, косымша энергия тугызады. Осы энерп-шныд аркасында ек! элекгродтирдыд арасында газ каналы пайда болады.

Су_йык диэлектрикт1д электрл1к бер1кт1Г1н азайтатын, оныд к^рамындагы ылгалдылыгы мен температурасы осыларга косыльш электр 6epiK'ririH азайта­тын жэне ерютщ TypiH озгертет1н катты турл! ластар, к1рлер. Суйык диэлек-триктерд] осы к1рмелерден тазартса, электр 6epiKrit i жогарылайды.

4.4 К^атты диэлектриктерд! recin ету

К,атты диэлектрик^ тест етудщ б|рнеше тур! байкалады: электрлш, электр жылулык, электр химиялык, электр механикалык ионизациялык макроскопия-лык б'р тект! емес денелерд! Tecin оту. Диэяектриктердщ электрл1к Tecin OTyi туралы коптегеп теориялар бар, 6ipaK олардыц б1рде - 6ipeyi толык аякталма-ган. Ka3ipri уакытт'а катты диэлектриктср курамында сокпа иондану бар екеш туралы сездер айтылып жур. Бул сездер катты диэлектриктерде электрл1к Tecin етущ м1нездеу улкен эксперементальды материалга суйенед). Егерде диэлек-TpHKTiH химиялык. касие'п озгермесе жзне жылулык Tecin етушщ мумк1нд1П болмаса, онда элсктрлж recin ету пайда болады. Электр epiciHiH, кернеул!г! белгш! МЭН1НС жеткенде токтьщ ecyi сек!рмел1 турде пайда болады да, диэлек-трикт1к механикалык бузылуы басталады. Teciii етуд!ц электрлж Typi жылулык пен химиялык, Tecin огулерге Караганда, тесу Kepneyjiiri темпсратурамен эпсп байлаиыста болады.

Элек'ф етюзпнтгш'щ нэтижес1нде диэдектрл1к шыгындар аркасында шыккан жылу коршаган ортага бер1лет!н жылудан асып етсе, жылулык Tecin ету пайда болады. Диэлектрикт1ц кызуы электр берктлгшщ жогалуына, материалдын жылуы аркасында бузылуына зкенл^п согады.

Айнымалы кернеуде жишк ескен сайын жылулык Tecin етущщ мумкщд^п улгаяды. Жылулык Tecin ету диэлектриктщ электр 6epiKTiriHiH, температура мен калындыгьшьщ арасындагы катынасына байланысты. Диэлектриктщ калындыгы ескен сайын жэне жылудын шыгуына кедерп ^лгайган сайын Е_т кемид1. Жылу шыгаргыш пен берпш тед деп карастырсак, онда жумыс 1стейтш айнымалы кернеуд!!! шамасыньщ мзшн шыгарьш алуымызга болады. Егерде tgS - нъщ температурага катынасы экспотенциалды зачга суйенсе, онда

(4.5)

I ...

Астана «., ЖеН1сдацрылы, 62

мунда Т_о- коршаган орта температур(асы ("С);

казахский агротехнический университет

нм.ССейфугшина, научная биЗпиотека

г.Асгзма, ой- Победы, 62

tg5 - диэлектриктшж шыгындар бурышы;

Т° - диэлектрик тсмпературасы ( С);

а - температуралык, коэффициент щшА былай да жазуга болады

Q=0.24U²w agb^if-Tl?).

(4.6)

мунда Q - диэлектриктщ келемшдеп жылу.

Злсктрохимиялык xecin ету теракты жэне айнымады жишш аз кернеу-лерде, ылгалдылыгы жогары, диэлектриктерде, етшзпцтк ескен жагдайда бащадады. Бу_л Tecin етудщ тур! заттарды кернсулердщ эсершен химиялык дестукцияларга экелш согады.

Газдар мен суйыктар тесшгеннен кейш кернеуден ажыраган соц, молекулалардын жылдамдылыгына сай, шдершЫ алгашкы сипаттамаларын орыньша туаредь Кдтты денелерде тесллген жерде h немесе тесш кдлады. 1здщ аты - трекинг. Электр окдгауламаньщ номиналдьщ кернеу! ( U,,) тесу кернеуден (U_T) аз болу керек

(щ/синУ-к; (4.7)

Б^л катынасты (К_т) электр 6epiKTiiiHiH коры дейдУ.

У:ак уакытта эсер етет!н жогары кернеул! электр opici диэлектрикт! тоздыратын процессгерге алып келед1, соныд аркдсында teciJiy кернеу (UJ темендейд!, окшаулауда электр тозу байкалады. Бул жагдайда электр окшаулаудыц жумыс мерз!м1 шектеледь Tecin ету кернеуд1ц (Ш кернеу (U) косылган уакытка к,атынасыныц кыйсыган электр окшауламаньщ 1 кыйсыгы дейд1.

4.5 Электрлж 6epiKTiKTi аиыцтаудын

Диэлектриктсрдщ электр бер1кт!пп зср1тсу yuJiH тшп ЛИИ - 70 неыесе осындай курылгылар пайдаланылады.

■ 1 - суйык диэлектрикт! зерттешпн ыдыс; 2,3 - теракты жэне айнымалы

кернеуд! косатын нуктелер. 4.1 Сурет - К^рылгыныц принципиалдык сулбасы

.

5 Дэр1с. Диэлектриктерд1ц химиялык, физикалык жэне механикалык касиеттерь Диэлектрик заттарга Kipicne. Газ тэр1здес диэлектриктер

Дэрютщ мазмуны:

- ылгалдыльщ кдсиеттер!;

- механикалык мшездемелер);

- жылулык KacHeirepi, химиялык, касиеттер!;

- жогары энергияньщ сауле шыгаруыньщ заттарга эсер ету!;

- диэлектрик заттарга Kipicne. Газ тэр1здес диэлектриктер.

мак,саты;

- электротехникалык, материшщардыд колдануыныц тандалуын есепке алу уш!н, м!нездемелерд! ок,ып уйрену.

К,олданылатын диэлектриктерде кейб!р факторлардьщ эсер етушен окшау-лау касиет! бузылады. Электроокшауланган материалды тандап алуда, калыпты жагдайдагы оный, электрикаик касиеттер1Мен к,оршаган ортаньщ температура-сыныц ecyi, механикалык кдсиеттер!, аяз бен радиоактивт1 сэуле шыгару Куатыныц acepi де карайды. Электр машиналары мен аппараттар кондыргылар-ды жасаганда олардым физикалык., механикалык, касиеттерш, химиялык жэне радиацияга тоз!мдшпн де карастырган жен.

5.1 Диэлектриктерд1ц ылгалдыльщ

Электрл1к изоляцияларды колдануда коршаган ортаныц жогары ылгалдыгы Tepic эсер eryi мумк!п, эсер ету дэрежсс! гигроскопиялык касиет1не байлань!сты. Атмосфераяык ауаныц курамында су буыпыц божиектер! бар. Луаныр[ абсолют ылгалдылыгын су буымыц ] см⁵ ауа келемше келет!н!мен багаланады. Эрб!р темнературага белгин ылгалдылыктыц абсолют мэн! сэйкес келед!. Ауада су буы сирек келедд, сондыктанол шык тур1нде тусед!. Ауаныц салыстырма ылгалдьшыгы деп мына пайызды катынасты айтамыз.

_ан-100%-р/р_кан-100%.

Казакстанда к,алыпты ауа ылгалдылшньщ орнына салыстырмалы ылгалдылыкты алады ((р^бЗУо (Т =20 С Р = 760мм сынап баганасы == 0,1 МПа)).

Су ете полярлы диэлектрик, меншктл кедерпс! ( 10^j-I0⁴Om -m) аз. Сондыктан катты диэлектриктер су буыньщ эсер!не тускенде электрл!к касиеттерш темендейдк Ылгалдылык,тьщ осер eTyi эс!ресе тропикалык жагдайларда мол болады. ( Т - 30°-40° С; г=98-1ОО%).

Ылгал ет!мд1л!к деп - электроизоляиия материалдардыц ез!Н1ц бойымен су буын етюзу кубьшысын айтады. Электр буйымдарды коргайтьш кабыкшалар уш!н пайдаланатын заттарга бул м!нездеме ете манызды Кальпщы h белпя! 6ip

18

6exi S окшаулау заттан су буыньщ ею жактан кысу айырмасьшьщ эсерщен (pi ~ Рг) 1 уакытта ететш ылгалдык мелшер1 m тед болады келес! тецд!кке

мунда П - материалдык ылгал ет!мдтш коэффициент!, (с) ' Изоляцияланган материалдардыц гигроскопиялык ылгал ©Т1мдштн азайту yniin суланбайтын таспалар, кабыршыктар крлданылады

5.2 Механикалык; мшездемелер}

Электроокшауланган материалдардьщ белшектерше механикалык куштер эсерлейд!, сондыктан механикалык; мшездемелер практикалык улкен мэнге ие болады. Уз1лу бержтт, кысуы мен майысу мынандай формулалармен аныкталады.

G, = F_c/S,(H/m*), " "^л''\' (5.3)

¹¹ G^F,;/S_t(H/m²}, : .; _. (5,4)

,,;'": . g_m=w_m/w,(h/m²) ,- _f!o.* (5.5)

;' мунда F_c-созылу куил; V_k- K,f>rcy Kymi; .._:- -хак- .- "-"■' ■>; <'-^:---■»'■■■■'■■■>
S-кеск1н!Ц ауданы; ^r\- ■ ' .-..а.'-.- - - \^s' *''-*'■ •

Ш,-_(ие-кисаюы момент!;

W- заттьщ кедкрп момент!. ' ''"''" • ^;''"V^;i~ ^i;f- -^c

Морттыц. Кептеген материалдар шартты болып келед1. Ал кейб1реулер статистикштык куштерге тетеп берет!н ете берж т!лскпен сипатталганымен динамикалык куштерге тез-ак мортсынады.

Н^атты заттыц юшкентай дсне аркылы (болаттан жасалган диаметр! 5 мм шар) бертетж куцгпд кысуына карсы туру каб1лет1н - Бриннель. каттылыгы

мунда D- катты дененщ бет!ндег! \здщ диаметр!; ■ ..

Тутцырлыц. Суйъщ жэне кою электроизоляцияланган материалдар ушш багалы механикалык, м!нездеме болады. Динамикалык туткырлыкты - 1шк1 уйкел!С коэффициента (п) Пуазель немесе Стоке завдары аркылы аныктауга болады. Пуазель заны бойынша тутцырлыц капиллярлы куыс трубкадан агатын суйыктардьщ ету уакытын (т) сол трубканьвд туракты шамасына (с) кебейтуше ген

(П=с-т)₎ (Ст). (5.7)

Стоке заны бойьшша тутцырдык 6ip ортада шардыц туракты кушпн, эсерщен ылысу жылдамдыгына (и) тен.

) (5.8)

мунда F-куш; г- шардын радиусы;

г\~ суйыктьщ динамикалык туткырлыш.

Кинематикалылык туткырлык суйыктык динамиталык туткырлыгыньщ (т)) суйыктыгыздыгына (р) катьшасына тец

v^rj/p, (м²/с). (5.9)

СИ еистемасында туткырлыктыц елшем б1рл1п (и¹ /c^lO⁴Ct)

5.3 Диэлектриктердщ жылулык касиеттер»

Дызуга шыдамдылык электроизоляцияланган материалдардьщ аз немесе кеп уакыт бойы ете улкен температураларга шыдауын кызуга шыдамдыЯык деп атаймыз. Халык,аралык; электротехникалык. комиссия мен ГОСТ бойынша ap6ip электр курылкыларга жасауга колданылатын электроизоляцияланган материалдардьщ кальшты ж.узшс температурасын белг1лейд1.

I К е с т е - К^ызу шыдамдылыгынын, класы

Изоляцияланган материалды кай класка жаткызу туралы сурагы Г'ОСТ аркылы гана шешед1. Суйык диэлектрикт) багалауга келеа м!иездемелер: оталу темперагурасымен, оталгыштык темпе рагу рал ар жатады.

С}-йыц/<и moiiMdi.'iiK. Суыкка тез!мд!л1к деп материал дыц оте аз температураларда ез!н1ц электрл1к касиеттер^н жогалтпауын айтамыз. Лтауда материалга механикалык касиеттер!н жогалтпайтын erin томеи температура бер1лед!.

Жылу втк1зг11штк. Жылу етк1зпшт1кт1н техникалык мэш изоляцияланган материалдарды коршап турган проводтар мен магнит проводтарда жэне диэлектрлж шыгындар аркылы, материалдар аркылы коршаган ортага ©Tin кету1нде. Материалдардыц жылу отк!зпштЫ Фурье тецдеу!не к!ре-пн у_тжылу етюзпшт1пмен м!незделед1 (Лр = у ■ dl / dt ■ S).

5.4 Химиялыккасиеттер!

Диэлектриктер кеп уакыт жумыс ютегенде белшетш косалкы заттардыц кес1р!нен б.узылмауы жэне 'Тит турган металдарды коррозияга ушыратпауы керек, эр турл) заттармен рекацияга Tycneyi керек. /газ, су, кышкыл/. Кейб1р нег13 диэлектриктерд!Н осы жогарыда айтылгандарга тетеп 6epyi суйьщ пен Катты материалдарда ерщштж болып табылады. Ер1ПШТ1к каныккан ер1т1нд>

концентрациясы ертщпге уакытка байланысты ертнд1мен меншшттмен багаланылады.

5.5 Жогаргы энергиянын сэуле шыгаруьшын заттарга эсер ету!

техникада электроаппаратураны колдану аз не кеп уакыт энергиялы радиоактивт!" сэуленщ эсершщ астында калуы мумкш. мате риал дардыц сэуленщ эсер еткендш орныкты дэрежес;п бшу, олардьщ механикалык жэне электрл!к касиеттершен сактап калады. Радиациялык карсы туру болып табылады.Сэуле шыгарудьщ acepi молекулалардын, ауысуы мен химиялык реакцияларга экелш согады. Сзуле шыгарудыц эсер! молекул а лардыд ауысуы мен химиялык; реакцияларга экелш согады. Сэуле шыгаруга тетеп берет!н материалдарда ек! касиет болуы керек.

i. Улкен ион дану сыз-ак; энергияны ж^ту. .-, 2.Улкен дэрежеде ек1- ретак байланыс тузу керек ( узшмеу! керек).

Сэуле шыгарудьщ материалдарга acepiH оньщ электрлк, физикалык, химиялык жэне механикалык, мшездемелердщ взгеру!нен аньщтайды

5.6 Диэлектрик заттарга Kipicne

■

Электр тогын откЬбейтш заттар ( окшаулаулар- изоляция) агрегагшк к\т бойынша 3 Tjfpi'fi белшед!: газ тэр1здес, с^йык жэне катты. Ерекше топка кататын заттар жатады. Ол заттар бастапкы кезде суйьтк; болады да, ал дайын б^йым кез1нде катты зат болып шытады- лактар, эмальдар, компаундтар.

Катты изоляциялык заттар химиялык табигаты бойынша органикалык жэне беЙорганикалык заттарга бел1нед1-

Органикалык; затгардьщ кеб!сш1н мацызды мынадай касие'1'repi бар: майыскактык, и!лпшт!к жэне талшыктар, таспалар, баска да турл! б^йымдарды жасауга келе1шд1г1- Бул заттардьщ кемшппп кызуга тез1мд1л1гш1Ц теменд1л1г1. Бейорсаиикалык, заттардын Ko6ici кызуга тез1Мд1 келед!, 6ipaK оларды енд!ру технологиясы киын.

■• " i '■■■'■

5.7 Газ тэр!здес диэлектриктер

.' ■ . .

Газдардыц 1ш1ндеп ен жш кездесепн диэлектрик ол ауа, себеб! ауа барлык с^йык жэне катты заттармен 6ipre. ap6ip электр кэдэылшларында косымша айыргыш. Ауанын кемш1Л1П оньщ электр бер1кт1пшц теменд(пнде. Сондыктан электротехникада ауадан баска электр 6epiicnri Ke6ipeK, imine галогендер косылган газдарды пайдаланады. Ол газдардьщ молекулаларыньщ салмагы ауыр болгандыктан, ионизация болу ушш ер1ст1ц куаты жогары болатын электр курылгыларда колданады. Электр 6epiKTiri жогары газдарга перфторланган кем1рсутектер1 ( формуласы CxFy) жатады.

Н

6 Дэр1С

мазм^ны:

- с^йык диэлектриктер;

- Катты диэлектриктер;

- еткззпш материалдар.

р максаты:

- электрокшаудагыш материалдардьщ рационалды топтастыру туралы
тус1Н1ктеме беру;

- электрокшаулагыш материалдардьщ жш колданылатын турлер]н
к^растыру;

- етк!зпш материалдар непзп сипаттамаларын окып биту.

диэлектриктер

С¥Йьщлиэлектриктерд1н келем1 бар, б!рак niuiini болмайды. С^йык диэлектриктер 3 топка белшед|:

- мунайдан жасалынган;

- синтетикалык суйыктар;

1 майлары.

6.1.1 Му_найдан жасалынган майлар.

Минералды майды,м¥найды белшектеп айыру эд1с1мен алады. Олардыц химиялык курамы мунайдан алынган майлар кем1рсутектершщ коспасы болып габылады.

М^найдан май дарялау- физика- химиялык операциялардьщ Ырнешеушен" куралган курде;м тенологиялык процесс. Му.кайдан курамында болатын онын жекелегсн бёл!мдер1 эртур'л! температурада кайнайды. Сондыктан одан ваку-умда эр турл! температурада коздырганда аталган бёл1мдер белшш калып отырады. 300⁽¹С-тан теменг! температурада м^найдан жец!л он1мдер: бензин, керосин, лигроин белшед!: 300°С-тан жогары температурада мазут деп атала-тын калган белтнен солярлы май бёШйёд!. Осы солярлы майда кышкыл жэне с!лт)мен ©ндеп, одан химиялык т^ра^сыз косылыстарды бел1п шыгарады. Сонан соц сумен жуып, KenTipin электроизоляциялык майларды алады.

Электроизоляциялык майДьщ белплеу! мен эксплуатациялык шарттарды электротехникалык кондыргылардыэрб!р жеке жагдайларда колданган кезде; оларга физика-химиялык кдсиеттер катьшасында у^сынылатын талаптар да езгешелену! ти!с.

М^кайдан жасалынган майдар уш топка бел1нед!:трансформаторлык, конденсаторлык жэне кабельд1к.

Трансформаторлык майлар куш трансформаторларыыда, майлы айыргыш-тарда, май толтырылган жогары вольтт!к етк1зпштерде /ввод/, реактор, реоста-ттарда т.б. электр к^рылгыларында пайдаланады.

Жаца транс форм аторлык, майда трансформаторлар мен аппараттарга куюдан бурын ГОСТ-982-80 талаптарына сэйкес сынактан вткЫледк

6.1.2 СинтетикалыксуЙыкдиэлектриктер.
Трансформаторлык. мунай майлары ертке Kayirrri кдсиетке ие.

Бул жагдайдан шыгу жолы кургак трансформаторлар жэне ертенбейтш электроокшаулагыш суйыктарды колдану. Оган жататындар: хлорданган дифенил (совол,совтол жэне баскалары), бьрак, олар айтарлыктай кымбат (200-ЮООесе трансформаторлыкмайдан). Бул олардыц колдануын шектейдь

6.1.3 9сЬмд(к майлары

Электроокшаулагыш техникада вс!мд!к майлары туткырлы су.йыктар, манызды мэнге ие жэне оларды лак, эмаль жэне катты заттарды с1щпруде колданылатын эр xypni ес1мдш тудымдарынан алады (зыгыр,тунг, майсана-ньщ),

6.2 К^аттыдиэлектиктер

Барлык катты диэлектриктер химиялык курамына сэйкес 2 топка белшедк органикалык жэне беиорганикалык-

6.2.1 Смола лактардын, пампундтардын, пластикалык массалардьщ,
пленкалардыц, жасанды жэне синтетикалык талшьщты материалдыд непзг!
К^рамы речтнде кец кол даны лады. Электротсхникада непзп колданылатын,
полимеризадиялык диэлектриктергс полистирал, полиэтилен, поливинин
хлорид жэне баскалар жатады.

6.2.2 Полимер мен баска да шайырлардык непз!нде алынатын жасанды
материалдарды пластмассалар деп атаймыз- Олар кыздырганда жэне кысымда
жумсарады да, шлпШ больш, бершген гт!шшд1 кабылдайды.

6.2.3 Элекгроизоляциялык лак жэне компаундтар кататьш электрокшау-
лагыш матсриалдарга жатады.

6.2.4 Талшыкты электроокшаулагыш материалдар ¥^заР^тылган rcimiwu
талшыктан ту.рады. Олар табиги жасанды, синтетикалык талшык.

6.2.5 Токьша материалдарды узын талшыкты шикчзатты арнайы ендеу
зд1стер1 аркылы алады. Маталар казагаздан курылгысы аркылы ажыратылады.

6.2.6 К,атты бейорганикалык окшаулагыш материалдарга электрокшау-
лагыш шынылар бейорганикалык, аморфты термоготастикалык заггар; жогаргы
температурада куйдфу аркылы алынатьш керамика; акык ман,ызды табиги
электроокшаулагыш материал; асбект бейорганикалык талшык жэне кейб!р
материалдардыц кышкалдануы кез1нде пайда болатьга оксидт! окшаулагыш-
тын, жогары электрокшаулагыш жэне термиялык касиеттер| бар.

6.2.7 Активт! диэлектик деп электр сигпалдардьщ генерациясы,
кушейтк1ип, модуляциясы жэне турленуше арналган д и электр иктерд! айтады.
Оларга сегнетоэлектриктер, пъезоэлектриктер, пироэлектриктер электреттер
жатады.

аныкталуы, топтасуы жэне

Этк13Г!Ш материалдар ретшде катты денелер, суйыктар жэне газдар (иондагаи жагдайда) колданылады. Эдетте электротехникада колдаиылатын катты етк!зг1ш материалдар — металдар мен олардын корытпалары.

Металл итшпш материалдар мынындай топтпрга болщедк

а) етк1зг1шт!Г1 жогары металдар (калыпты температура кез1нде менш!кт1
кедерплерд! р<0,5мкОм -м). Олар электр машиналардьщ орамдарына жэне аз
Шыгынмен улкен кашыктьщтарга электр энергиясын тасылмалдау ушш
колданылады;

б) кедергшер! жогары корытпалар(р>0>05мкОм -и), элекрэнер!^пияны жылу
энергияга айналдыруга, электротехникалык кем1рден жасалатын кедерплерге,
компазициялык резисторларда, прожекторларда, электролитт^к ванналарда.
микрафондарда цайдаланылады;

в) ете темен ( криогещик) температура кез!нде меншшт! кедерплер! тым аз
болатын материалдар - аскын отк1зпштер жэне криогенд^к етк13Г1Штер;

д) электротехникада пайдаланылатьга эр турл1 металдар жэне олардын балкымалары, япш дэнекерлер жэне термокос'!ар.

6.4 Электроетктзпшт! металдардыц табигаты, непзп электрл1к жэне физикалык касиетгер!

Металдардын - катты етшзпштер, электрондык теорияга сэйкес олар, кристаллды горлардан ку-рылган. Кристалдык тордьщ туйш1нде он, иондар орпаласкан, арасында еркш- электрондык газ. Металлдын, электр жэне жылу orKi'irJLuririэлёктронд'ар'дьщ ер'кш жылжуымен анык^алады.

Металдардын. электрондык теориясы бойынша етк1зг1идт(п эксперимен-таяды жолмен табылады жане электропдык закдардыц нег!з1нде аналитикалык турде баяндауга жэне туащдруге болады.

Металл отк!зг1штерд1ц непзг1 мшездемелерше мьшалар жатады: . - метшкт] етюзпшт1п жэне менш!кт1 кедерпс! (уир);

кедерпнщ температурасы коэффициент!(Т_кр); жылуетк1зпшт1к ( у_т);

- потенциалдар айырмасынын контакт! жэне термоэлектр козгаушы к\ш1,

- созылу кёзЫдеП 6epiKTiK шект!п жэне салыстырмалы созылу.
Туракты кимасы (S) жэне узындыгы (1), (р) втк!зпш ушш мына ернек

бойынша есептелед!

p=RSI. (6.1)

Металл етк!зг1шт1к 20^иС темперзтурадаш (р) мэндер диапазоны ky ушш 0.016 бастап жэне кейб!р балкымалар уш)н ЮмкОм м дей1н курайды.

Металл етюзпштердщ (р) менийюч кедерг!с1, металдардын. злектронды теориясына непздел1п, былай керсетлу! мумкш

р =2mv_T/e

7 Дзрк. Жогары OTKijrimrJK материалдар. Жаргылай отк1зпштер

мазм^ны:

- жогары етк!зпшт1К , етк1зпшт1к материалдар;

- жартылай етк1зпштерд!ц физикальщ отк1зг!ш нег!здер1.

электронный жылу козгалысынъщ р

- электронный тор тушшмен ек1 рет кдктыгысуыньщ арасындагы еркш

етушщ орташг

е- электрон заряды;

N- етюзпштщ б!рл1к келемщдеп бос заряд тасьшалдаушылардьщ саны.

Эр турл! етюзпштерге (v_T) жуыктаганда б'фдей. Аздап N-де ерекшелшед!, мысалы, Си жэне Ni угшн бул срекшелш 10%. Отзпште (N) саны температура жогарылаганда езгермейди Температура (t°) артканда тордын тушндершдеп тербелютщ амплитудасы улкейедк Бул багытталган злектрондардын, козгалыс-ынын жолында коп мелшерде кедерп келт1ред1, (^_орт) азаяды жэне электрон­ный козгалгыштыгы темендейдь Сондыктан металдардьщ кедерпс: (р) температура (t^i!) жогарылаган сайын есед!.

_Pl = PoO+u_PAt) " ■ ^: (6.3)

му-ВДа р₀ мэн! (6.3) тецд1ктег1 (а_р) шамасы менш!кт1 кедергшщ орташа температуралык. коэффициент! деп аталады

Тк_р= а,,=р_г

Кдтты таза металдардьщ а, сан мзп! идеал газ улкеюииц температу'ралЫк

коэффициент!не жакьш, ар = 1/273 » 0.004град"^!,

6.4.1 Термо ЭКК. Eki металдыц TywicyincK олардын арасында латенциал-дар айырмасы пайда болады. Металдардьвд электрондык теориясынан, А жэне В металдардьщ туШсу потенциалдар айырмасы мьшаган тен.

I U_AB=U_s-U_A+KT/e in(n_OA/no_B) (6.5)

му-нда U_n U _А -потенциалдар айырмасы;

п_ол 1п_т А жэне В металдарда электрондардын шогырлануы.

Егер дэнекерлердщ температуралары б1рдей болса, онда т^йыкталган Т1збектег1 потенциалдар айырмасы 0 тен. Егер б!р туЙ1су Т,, ал екшипс! Т₂, онда термо ЭКД пайда болады.

+ивливил^КТ^сап^цлив^ U=K/e(T₁-T₃)ln(n_OA/noB)=A(T_rT₂).

Дзр1ст1ц максаты:

- жогары 0тк1зг!шт1к, этк13Г!ШТ1к материалдардын мшездемелерш окып

бшу;

1ц физикальщ етюзпш нег1здер1н б]лу.

7.1 Жогары опшпитк, огк1зпш материалдар

Кеп таралган жогары етк1зпштш материалдар - мыс пен алюминий.

7.1J Мысты сульфидтл рудуларды кайта ендегеннсн алады. Катты мысты DepiKxiri жогары болатын кажегп жерлерде колданады: б^л трамвай сымдарыньщ туй!су1, троллейбустар жэне электр;п машиналардыц коллектрл1 пластиналары. Жумсак мысты шлпш'П манызды орын алатын, ал 6epiKiiri 5_p

мацызы аз кезде, машиналардьщ, трапсформаторлардыц орамаларында сым рет1нде колданады. Мыс багалы жэне тапшы материал. Си жер кабатыпда 0.01% гана. Сондыктан мысты колдануга шек крйылган, оны тек электр машиналардыц орама сымдарын, коллектрл! пластин ал ары н, етк1зг1ш сымдар-дыц майыскак кабельдер1н жэне радиотехникадагы, электротехника-дагы, т.б. монтаждык сымдардьщ туй!су сьшдары туршде колданылады.

7.1.2 Алюминий- кеп тараган элемент. Жер крйнауында мелшер! бойынша
8.8 %. вте коп минералдардыц курамында Ai, О- кышкыл тур1нде кездесед1.
Таза куйшде - жыл^г1ыр-ак металл. Тсхпикалык. таза металдыц курамында 99.5 -
99-7% алюминий бар. Менш1кт! кедерпс! р_А, = 0.0286мкОм-м,бул мыстан 60%
жогары, б!рак алюминийд!ц мыстатг 3.3 есе жецш екен1н ескерсек , алюминий-
дщ Электр0тк1злшт1п у мыстан 2 есе арчык,. Алюминид! элекчроникада эуе
желшершщ сымдарын, курама шиналарын, трансформатордыц орамаларын,
кабельдерд!н сымдарын жэне корганые кабыршак,тарын, т.б. жасауга колданы­
лады.

7.1.3 Тем1р (Fe) ен арзан жэне колайлы, жогары механикалык 6cpiKTiri бар,
кейб^р жагдайларда р - 0.098 мкОм м менш!кт1 кедергшмен етюзг^ш материал
рет!нде колданылатын метал.

7.2 Жартылай етфпштер

Белме температурасында менш^кт! кедерпс1 10"⁶ - 10⁹ Ом.м к^райтын жартылай втк1зпштер, материалдар мен диэлектриктерд^н арасында орын алады. Жартылай етюзпштердщ MemuiKTi кедерГ1С1 сырткы факторларга, тур!не жэне курамындагы коспалардьщ мелшер1нс, тэуелд1. Жартылай

етюзпштердщ менппкт! кедерпсдшн темп ерату рал ык коэффицешч repic, ал менцлюч етюзпшпп он.

Жартылай етюзпштерге химиялык элементтер т1збеп жатады (жай жартылай етюзпштер); германий Ge, кремний Si, селен Se, бор В, келфтеп С, фосфор Р, мышьяк As, сурьма Sb, сера S, теллур Те, каланы Sn, йод I. Курдел! жартылай етюзпштер бинарлы косылган A'"B^v(GaP, GaAs, жэне баскалары) бастап, A^VI"B^VL дейш ( Fe₂O₃,NiO), уш крсынды A'B^VB^VI _г (CuSbS₂ жэне баскалары) бастап, A^IV B^v B^v' (PbBiSe₂ жэне баскалары) дешн, кдтты ергпщп: GeSi; GaAs ,_J\, жэне баскалары.

Кеп фазалы жартылай етюзпштерге кремнидщ карбид!, графит, арнайы керамикалык, немесе баска байланыс ( тирит, силит жэне т.б.), к.аз!рп уакытта шьшытэр1зд! жэне суйык жартылай етк!зпш жасалуда. Жартлай етюзпштердщ ерекше касиеттерше орай_; техникалык кен колданылуы эр турш аспаптардын -жартылай диод, транзисторлар, тиристорлар, фотодиодтар, фототранзистор]lap, светодиодтар, жартылай етюзпшт! лазерлер, кысым датчиктерш, магнитт! ерютерд!, температура, сэулелену, жэне т.б. жасалуында колданылады. Жарты­лай еткгзпцш электроника, электрондык жабдыктардыц микромиииатюр-изациясына жол ашты. Жартылай етюзпштерден жасалган аспаптар 6ip катар артылыкшыяыктары бар: узак мерз!мд1 кызмет!, келем1 жэне салмагы аздыгы_ч консгукциянын оцайлыгы жэне сен1мдш!п, механикалык 6epiKTirt улкен жар­тылай eTKi3rimri аспаптар, кыздыру пзбектер!Н1Н жоктыгы, темен куатты колданылуы жэне инерциялыгьшьщ аздыгы. Кеп мелшерде енд!ргенде олар экономикалы орынды. ■

Quot;■. ■ ■- .

7.3 Жартылай втюзпштерд^н электреткЬпшт1г1

Ощ\к деп курамыида косиалары болмайтын жартылай отк1зпштерд1 айтады. Косиалы деи курамында допорлы жзне акцешорлы коспалары бар жартылай етюзпштерд! айтады. Егер Si жэне Ge - га коспа ретшде 5 валентт1к электрондары бар, Менделеев кестесшдеп V топ элемент! мышьякты As коссак. онда oecinmi электрон As ковалентт1к байланыста болмайды. Ол езшщ атомдарымен кулондык кушпен байланысты.

Жакындагы атомдармен байланысын 6ipiKxipy уш!н керек валенттж электрондары кеп коспа донорлы деп, ал мундай коспасы бар жартылай еткЬпш - элёктронды электретюзпшт1п бар жартылай етк!зпш деп аталады (немесе п-тилт1). Егер IV топтагы жартылай ётк1зпшт1 Ш топ элементше коспасын косса, мысалы А1, онда алюминийд!н барлык уш валешл электрон­дары ковалентт! байланыска катысады. Мундай коспа акцепторлы деп, ал мундай коспасы бар жартылай етюзпш - тес1к электретк1зг!шт1г1 баржартылай етшпш деп аталады (немесе р-типт1).

7.4 Жартылай етк!зпш электрвтк1зпшт!пнщ шогырлануы мен
зарядтыи жылжымалы тасымалдауышыиен байланысы

Сырткы электр epiciH еселтегенде, жартылай отшзпш аркылы агатын ток

ТЫГЫЗДЫГЫ

.- ■ ^l"^=nev* (7.1)

мунда п - электрондардын. етк1зпщ зонасындагы шогырлануы; е - электрон заряды; v, - электрондардыц жылдамдыгы. Жартылай етюзпш аркылы агатын тольщ ток тышздыгы

ptnppJE, cq^ ytityfh neu_n+peu_p=eni(u_n+u_p)

мундагы n$p=sft\ (i - intristing £ собственный).

Элёктронды жартылай етюзпштктщ менш5кт1 OTKisrirmiri, менийкт; электрл! егк1зпшт1п у_пр жэне у_со5 суммадарына тец.

■

Уп^Тпр+Тсоб (7 4)

мунда Упр^еи,,;

п_л - донорлы коспалардьщ ece6i бойынша бос электрондардын шогыр­лануы.

Тес1к жартылай етшзпште

Ур ⁼ Уп_Р+Тс_Об (7.5)

мунда y_np = _Paeu_p; p_aV акцепторлар аркасында тес1ктердщ шогырлануы.

7.4.1 Жартылай элекг1_Рвтк1зпшт1_Н сырткы факторлардьщ эсер!не тэуелд!Л1Г1

Зарядтьщ тасымалдаушыларыньщ Кб¹з^злг^!ьшгЫш температура жогариа-ган сайын, мына тет{д1кпен жартылай Ш&ШЩ электр етюзгштпдс жогарылайды

lm

W