Kondensatorning sig'imi, tajriba shuni ko'rsatadiki, nafaqat uni tashkil etuvchi o'tkazgichlarning o'lchami, shakli va nisbiy holatiga, balki bu o'tkazgichlar orasidagi bo'shliqni to'ldiradigan dielektrikning xususiyatlariga ham bog'liq. Dielektrikning ta'sirini quyidagi tajriba yordamida aniqlash mumkin. Biz tekis kondansatörni zaryad qilamiz va kondansatkichdagi kuchlanishni o'lchaydigan elektrometrning ko'rsatkichlarini qayd etamiz. Keyin zaryadsiz ebonit plitasini kondansatkichga o'tkazamiz (63-rasm). Plitalar orasidagi potentsial farq sezilarli darajada kamayishini ko'ramiz. Agar siz ebonitni olib tashlasangiz, elektrometrning ko'rsatkichlari bir xil bo'ladi. Bu shuni ko'rsatadiki, havo ebonit bilan almashtirilganda, kondansatkichning sig'imi ortadi. Ebonit o'rniga boshqa dielektrikni olsak, biz shunga o'xshash natijaga erishamiz, ammo faqat kondansatkichning sig'imidagi o'zgarish boshqacha bo'ladi. Agar - plitalari orasida vakuum bo'lgan kondansatkichning sig'imi va - bir xil kondansatkichning sig'imi, plitalar orasidagi butun bo'shliq havo bo'shliqlarisiz, qandaydir dielektrik bilan to'ldirilgan bo'lsa, u holda sig'im sig'imdan marta kattaroq bo'ladi, bu erda faqat dielektrikning tabiatiga bog'liq. Shunday qilib, yozish mumkin

Guruch. 63. Kondensatorning sig'imi uning plitalari orasiga ebonit plitasi surilganda ortadi. Elektrometrning varaqlari tushadi, garchi zaryad bir xil bo'lib qolsa

Qiymat nisbiy dielektrik o'tkazuvchanligi yoki oddiygina kondansatör plitalari orasidagi bo'shliqni to'ldiradigan muhitning dielektrik o'tkazuvchanligi deb ataladi. Jadvalda. 1 ba'zi moddalarning o'tkazuvchanlik qiymatlarini ko'rsatadi.

1-jadval. Ba'zi moddalarning dielektrik o'tkazuvchanligi

Yuqorida aytilganlar nafaqat tekis kondansatör uchun, balki har qanday shakldagi kondansatör uchun ham amal qiladi: havoni qandaydir dielektrik bilan almashtirib, biz kondansatkichning sig'imini 1 marta oshiramiz.

To'g'ri aytganda, kondansatkichning sig'imi faqat bitta plitadan ikkinchisiga o'tadigan barcha maydon chiziqlari berilgan dielektrikdan o'tgan taqdirdagina ko'payadi. Bu, masalan, qandaydir suyuq dielektrikga to'liq botiriladigan, katta idishga quyilgan kondansatör bo'ladi. Biroq, agar plitalar orasidagi masofa ularning o'lchamlari bilan solishtirganda kichik bo'lsa, unda faqat plitalar orasidagi bo'shliqni to'ldirish kifoya deb hisoblash mumkin, chunki bu erda kondansatörning elektr maydoni amalda to'plangan. Shunday qilib, tekis kondansatör uchun faqat plitalar orasidagi bo'shliqni dielektrik bilan to'ldirish kifoya.

Plitalar orasiga dielektrik o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan moddani qo'yish orqali kondansatkichning sig'imini sezilarli darajada oshirish mumkin. Bu amalda qo'llaniladi va odatda havo emas, balki shisha, kerosin, slyuda va boshqa moddalar kondansatör uchun dielektrik sifatida tanlanadi. Shaklda. 64 texnik kondansatörni ko'rsatadi, unda kerosin bilan singdirilgan qog'oz lenta dielektrik sifatida xizmat qiladi. Uning qoplamalari har ikki tomondan mumlangan qog'ozga bosilgan po'lat plitalardir. Bunday kondansatkichlarning sig'imi ko'pincha bir necha mikrofaradga etadi. Masalan, gugurt qutisi o'lchamidagi havaskor radio kondansatörü 2 mikrofarad sig'imga ega.

Guruch. 64. Texnik tekis kondansatör: a) yig'ilgan; b) qisman qismlarga ajratilgan shaklda: 1 va 1 "- ramka lentalari, ularning orasiga mumlangan yupqa qog'oz lentalari 2 yotqizilgan. Barcha lentalar "akkordeon" bilan birga katlanmış va metall qutiga solingan. 3 va 3 kontaktlar" kondansatkichni kontaktlarning zanglashiga olib kirish uchun "1 va 1" lentalarining uchlariga lehimlangan

Kondensatorni ishlab chiqarish uchun faqat juda yaxshi izolyatsion xususiyatlarga ega dielektriklar mos kelishi aniq. Aks holda, zaryadlar dielektrik orqali oqadi. Shuning uchun suv, yuqori dielektrik o'tkazuvchanligiga qaramay, kondansatör ishlab chiqarish uchun umuman mos kelmaydi, chunki faqat juda ehtiyotkorlik bilan tozalangan suv etarli darajada yaxshi dielektrik hisoblanadi.

Agar tekis kondansatör plitalari orasidagi bo'shliq dielektrik o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan muhit bilan to'ldirilgan bo'lsa, u holda tekis kondansatör uchun formula (34.1) shaklni oladi.

Kondensatorning sig'imining atrof-muhitga bog'liqligi dielektriklar ichidagi elektr maydonining o'zgarishini ko'rsatadi. Ko'rdikki, kondensator o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan dielektrik bilan to'ldirilganda sig'im bir marta ortadi. Bu shuni anglatadiki, plitalardagi bir xil zaryadlar bilan ular orasidagi potentsial farq bir marta kamayadi. Ammo potentsial farq va maydon kuchi (30.1) munosabati bilan o'zaro bog'langan. Shuning uchun potentsial farqning kamayishi kondansatkichdagi maydon kuchi dielektrik bilan to'ldirilganda bir necha marta kam bo'lishini anglatadi. Bu kondansatkichning sig'imini oshirishning sababi.

Agar vakuumning ma'lum bir nuqtasida har qanday zaryadlangan jismlar tomonidan yaratilgan maydonning kuchi bilan va bir xil zaryadlar bilan barcha bo'shliq dielektrik bilan to'ldirilgan bo'lsa, xuddi shu nuqtadagi maydonning kuchi bilan belgilasak. o'tkazuvchanlik, keyin

Agar dielektrikda ikkita nuqtaviy zaryad bo'lsa, unda boshqa zaryad joylashgan nuqtadagi zaryadlarning har birining maydon kuchi ham bir marta kamayadi va shuning uchun har bir zaryadga ta'sir qiluvchi kuch bir necha marta kam bo'ladi. vakuum. Demak, biz dielektrikda joylashgan nuqtaviy zaryadlar uchun Kulon qonuni (10.1) shaklga ega degan xulosaga kelamiz.

Bizni o'rab turgan har qanday modda yoki jismning aniqligi bor elektr xususiyatlari. Bu molekulyar va atom tuzilishi bilan bog'liq: o'zaro bog'langan yoki erkin holatda bo'lgan zaryadlangan zarrachalarning mavjudligi.

Moddaga tashqi elektr maydoni ta'sir qilmasa, bu zarralar shunday taqsimlanadiki, ular bir-birini muvozanatlashtiradi va butun umumiy hajmda qo'shimcha elektr maydoni hosil qilmaydi. Tashqi dastur bo'lsa elektr energiyasi molekulalar va atomlar ichida zaryadlarning qayta taqsimlanishi sodir bo'ladi, bu esa tashqi tomonga qarama-qarshi yo'naltirilgan o'zining ichki elektr maydonini yaratishga olib keladi.

Agar qo'llaniladigan tashqi maydonning vektori "E0" va ichki - "E" deb belgilangan bo'lsa, u holda "E" umumiy maydoni ushbu ikki miqdorning energiyasining yig'indisi bo'ladi.

Elektrda moddalarni quyidagilarga bo'lish odatiy holdir:

o'tkazgichlar;

dielektriklar.

Bunday tasnif uzoq vaqtdan beri mavjud, garchi u juda shartli bo'lsa-da, chunki ko'plab jismlar boshqa yoki birlashtirilgan xususiyatlarga ega.

o'tkazgichlar

Tekin to'lovga ega bo'lgan ommaviy axborot vositalari dirijyor sifatida ishlaydi. Ko'pincha metallar o'tkazgich vazifasini bajaradi, chunki ularning tuzilishida har doim moddaning butun hajmida harakatlana oladigan va shu bilan birga termal jarayonlarning ishtirokchisi bo'lgan erkin elektronlar mavjud.

Supero'tkazuvchilar tashqi elektr maydonlarining ta'siridan ajratilganda, u holda ijobiy va muvozanat manfiy zaryadlar ion panjaralari va erkin elektronlardan. Ushbu muvozanat kiritilgandan so'ng darhol yo'q qilinadi - energiya tufayli zaryadlangan zarrachalarning qayta taqsimlanishi boshlanadi va tashqi yuzada ijobiy va salbiy qiymatlarning muvozanatsiz zaryadlari paydo bo'ladi.

Bu hodisa deyiladi elektrostatik induksiya. Undan metallar yuzasida paydo bo'ladigan zaryadlar deyiladi induksion to'lovlar.

O'tkazgichda hosil bo'lgan induktiv zaryadlar o'z maydonini hosil qiladi E ", o'tkazgich ichidagi tashqi E0 ta'sirini qoplaydi. Shuning uchun umumiy, umumiy qiymati elektrostatik maydon kompensatsiyalangan va 0 ga teng. Bu holda ichki va tashqaridagi barcha nuqtalarning potentsiallari bir xil bo'ladi.

Olingan xulosa shuni ko'rsatadiki, o'tkazgich ichida, hatto tashqi maydon ulangan bo'lsa ham, potentsial farq va elektrostatik maydonlar yo'q. Bu fakt ekranlashda qo'llaniladi - induktsiyalangan maydonlarga sezgir bo'lgan odamlar va elektr jihozlarini elektrostatik himoya qilish usulini qo'llash, ayniqsa yuqori aniqlik o'lchash asboblari va mikroprotsessor texnologiyasi.

Supero'tkazuvchi iplari bo'lgan matolardan himoyalangan kiyim va poyabzal, shu jumladan bosh kiyimlar elektroenergetikada yuqori kuchlanishli uskunalar tomonidan yaratilgan kuchlanishning kuchayishi sharoitida ishlaydigan xodimlarni himoya qilish uchun ishlatiladi.

Dielektriklar

Izolyatsiya qiluvchi xususiyatlarga ega moddalar deb ataladi. Ular faqat bir-biriga bog'langan, bepul to'lovlarni o'z ichiga olmaydi. Ular harakat erkinligidan mahrum bo'lgan neytral atom ichiga biriktirilgan barcha ijobiy va salbiy zarralarga ega. Ular dielektrik ichida taqsimlanadi va qo'llaniladigan tashqi maydon E0 ta'sirida harakat qilmaydi.

Biroq, uning energiyasi moddaning tuzilishida hali ham ma'lum o'zgarishlarni keltirib chiqaradi - atomlar va molekulalar ichida musbat va manfiy zarralar nisbati o'zgaradi va moddaning yuzasida ortiqcha, muvozanatsiz bog'langan zaryadlar mavjud bo'lib, ular ichki elektr maydoni E ni hosil qiladi. ". Bu tashqi kuchlanishdan qo'llaniladigan yo'naltirilgan hisoblagichdir.

Bu hodisa nomini oldi dielektrik polarizatsiya. U ta'sir natijasida hosil bo'lgan moddaning ichida elektr maydoni E paydo bo'lishi bilan tavsiflanadi tashqi energiya E0, lekin ichki E qarshiligi bilan zaiflashgan.

Polarizatsiya turlari

U dielektriklar ichida ikki xil bo'ladi:

1. orientatsiya;

2. elektron.

Birinchi tur dipol polarizatsiyasining qo'shimcha nomiga ega. Bu mikroskopik dipollardan molekulalarni hosil qiluvchi manfiy va musbat zaryad markazlari o'zgartirilgan dielektriklarga xosdir - ikkita zaryadning neytral birikmasi. Bu suv, azot dioksidi, vodorod sulfidi uchun xosdir.

Bunday moddalarda tashqi elektr maydonining ta'sirisiz molekulyar dipollar ta'sir qiluvchi harorat jarayonlari ta'sirida xaotik tarzda yo'naltiriladi. Shu bilan birga, ichki hajmning biron bir nuqtasida va dielektrikning tashqi yuzasida elektr zaryadi yo'q.

Ushbu naqsh tashqi qo'llaniladigan energiya ta'sirida o'zgaradi, dipollar o'z yo'nalishini biroz o'zgartirganda va sirtda kompensatsiyalanmagan makroskopik bog'langan zaryadlar hududlari paydo bo'lib, qo'llaniladigan E0 ga teskari yo'nalishda E maydonini hosil qiladi.

Bunday polarizatsiya bilan jarayonlarga harorat katta ta'sir ko'rsatadi, bu termal harakatni keltirib chiqaradi va yo'nalishni yo'qotuvchi omillarni yaratadi.

Elektron polarizatsiya, elastik mexanizm

U o'zini qutbsiz dielektriklarda - dipol momentidan mahrum bo'lgan molekulalarga ega bo'lgan boshqa turdagi materiallarda namoyon bo'ladi, ular tashqi maydon ta'sirida shunday deformatsiyalanadilar. ijobiy zaryadlar E0 vektor yo'nalishi bo'yicha yo'naltirilgan va salbiy - teskari yo'nalishda.

Natijada, molekulalarning har biri qo'llaniladigan maydon o'qi bo'ylab yo'naltirilgan elektr dipol sifatida ishlaydi. Shunday qilib, ular tashqi yuzada teskari yo'nalishda o'zlarining E maydonini yaratadilar.

Bunday moddalarda molekulalarning deformatsiyasi, demak, maydonning tashqi tomondan ta'siridan qutblanish ularning harorat ta'sirida harakatlanishiga bog'liq emas. Qutbsiz dielektriklarga metan CH4 misol bo'la oladi.

Ikkala turdagi dielektriklarning ichki maydonining raqamli qiymati dastlab tashqi maydonning o'sishiga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda o'zgaradi, keyin esa to'yinganlikka erishilganda, chiziqli bo'lmagan effektlar paydo bo'ladi. Ular barcha molekulyar dipollar bir qatorda joylashganda paydo bo'ladi kuch chiziqlari qutbli dielektriklarda yoki tashqaridan qo'llaniladigan katta energiyadan atomlar va molekulalarning kuchli deformatsiyasi tufayli qutbsiz moddaning strukturasida o'zgarishlar bo'lgan.

Amalda, bunday holatlar kamdan-kam hollarda sodir bo'ladi - odatda buzilish yoki izolyatsiyaning buzilishi avvalroq sodir bo'ladi.

Dielektrik doimiy

Izolyatsiya qiluvchi materiallar orasida elektr xususiyatlari va ko'rsatkichlari muhim rol o'ynaydi dielektrik doimiy . Uni ikki xil xususiyatga ko'ra baholash mumkin:

1. mutlaq qiymat;

2. nisbiy qiymat.

muddat mutlaq o'tkazuvchanlik ea moddalari Kulon qonunining matematik yozuviga murojaat qilganda ishlatiladi. U ea koeffitsienti ko'rinishida D induksiya va E intensivlik vektorlarini bog'laydi.

Eslatib o'tamiz, frantsuz fizigi Sharl de Kulon kichik zaryadlangan jismlar orasidagi elektr va magnit kuchlarning qonuniyatlarini o'rganish uchun o'zining burilish balansidan foydalangan.

Muhitning nisbiy o'tkazuvchanligini aniqlash moddaning izolyatsion xususiyatlarini tavsiflash uchun ishlatiladi. U ikkalasi o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchining nisbatini baholaydi ball to'lovlari ikki xil sharoitda: vakuum va ish muhitida. Bunda vakuum ko'rsatkichlari 1 (ev=1) sifatida qabul qilingan bo'lsa, real moddalar uchun ular doimo yuqori bo'ladi, er>1.

er raqamli ifodasi oʻlchamsiz kattalik sifatida koʻrsatiladi, dielektriklardagi qutblanish taʼsiri bilan izohlanadi va ularning xarakteristikalarini baholash uchun ishlatiladi.

Alohida muhitning dielektrik doimiy qiymatlari(xona haroratida)

Oqimlarning o'zaro ta'siri - parallel o'tkazgichlarning har birining uzunligi birligiga to'g'ri keladi, oqimlarning kattaligiga mutanosib va ​​ular orasidagi masofaga teskari proportsionaldir.

Oqimlarning magnit o'zaro ta'sirining muhim misollaridan biri parallel oqimlarning o'zaro ta'siridir. Ushbu hodisaning naqshlari Amper tomonidan eksperimental ravishda o'rnatildi. Ikki parallel o'tkazgich bo'lsa elektr toklari bir xil yo'nalishda oqadi, keyin o'tkazgichlarning o'zaro tortishishi mavjud. Oqimlar qarama-qarshi yo'nalishda oqganda, o'tkazgichlar bir-birini qaytaradi. Oqimlarning o'zaro ta'siri ularning tufayli yuzaga keladi magnit maydonlar: bir oqimning magnit maydoni boshqa oqimga Amper kuchi bilan ta'sir qiladi va aksincha.

Formulada biz foydalandik:

Oqimlarning o'zaro ta'sirining kuchi

Magnit doimiy

Supero'tkazuvchilar uzunligi

Ikki o'tkazgich orasidagi masofa

Dielektrik doimiy - muhitning dielektrik xususiyatlarini tavsiflovchi qiymat - uning elektr maydoniga javobi.

Ko'pgina dielektriklarda unchalik kuchli bo'lmagan maydonlarda o'tkazuvchanlik E maydoniga bog'liq emas. Kuchli maydonlarda esa, elektr maydonlari(atom ichidagi maydonlar bilan solishtirish mumkin) va oddiy maydonlardagi ba'zi dielektriklarda D ning E ga bog'liqligi chiziqli emas.

Xuddi shu tarzda dielektrik doimiy necha marta F o'zaro ta'sir kuchini ko'rsatadi elektr zaryadlari ma'lum muhitda ularning vakuumdagi o'zaro ta'sir kuchi Fo kamroq bo'ladi

Moddaning nisbiy o'tkazuvchanligini sinov kondensatorining ma'lum dielektrik (Cx) bilan sig'imini va vakuumdagi bir xil kondansatkichning sig'imini (Co) solishtirish orqali aniqlash mumkin.

Qattiq jismlar uchun o'tkazuvchanlik qiymatlari jadvali

Suyuqliklar uchun dielektrik qiymatlar jadvali

Gazlar uchun dielektrik doimiy qiymatlar jadvali

Formulada biz foydalandik:

Atrof muhitda elektr induksiyasi

Muhitning dielektrik o'tkazuvchanligi

Elektr maydon kuchi

Muhitdagi zaryadlar orasidagi o'zaro ta'sir kuchi

Vakuumdagi zaryadlar orasidagi o'zaro ta'sir kuchi

Atrof muhitdagi kondansatkichning sig'imi

Vakuumdagi kondansatör sig'imi

Elektr sig'imi - o'tkazgichning (kondensatorning) xarakteristikasi, uning elektr zaryadini to'plash qobiliyatining o'lchovi.

Kondensator ikkita o'tkazgichdan (plastinkadan) iborat bo'lib, ular dielektrik bilan ajralib turadi. Kondensatorning sig'imiga atrofdagi jismlar ta'sir qilmasligi kerak, shuning uchun o'tkazgichlar to'plangan zaryadlar tomonidan yaratilgan maydon kondansatör plitalari orasidagi tor bo'shliqda to'plangan tarzda shakllantiriladi. Bu shart qanoatlantiriladi: 1) ikkita tekis plastinka; 2) ikkita konsentrik shar; 3) ikkita koaksiyal tsilindr. Shuning uchun, plitalarning shakliga qarab, kondansatörler tekis, sferik va silindrsimon bo'linadi.

Maydon kondansatör ichida to'planganligi sababli, kuchlanish chiziqlari bir plastinkada boshlanib, ikkinchisida tugaydi, shuning uchun turli plitalarda paydo bo'ladigan erkin zaryadlar kattalik jihatidan teng va ishoraga qarama-qarshidir. Kondensatorning sig'imi jismoniy miqdor, kondansatörda to'plangan Q zaryadining uning plitalari orasidagi potentsial farqga (ph1 - ph2) nisbatiga teng

1-sahifa

Vakuumning o'tkazuvchanligi birlik sifatida qabul qilinadi. Ko'pgina gazlar va bug'lar uchun u birlikka yaqin, boshqa bir qator moddalar uchun esa o'tkazuvchanlik birlikdan ancha katta bo'lishi va bir necha mingga etishi mumkin.

Vakuum o'tkazuvchanligi e0 8 8542 X X10 - 14 f / sm yoki 8 8542 - 10-14 C / V sm ga teng.. Agar jismlar qutblanadigan moddadan tashkil topgan dielektrik muhitga botirilsa, u holda ular orasidagi ta'sir qiluvchi kuchlar. bunday muhitdagi jismlar vakuumdan boshqa bo'ladi.

Vakuumning o'tkazuvchanligi e0 bilan belgilanadi va elektr doimiysi deyiladi.

Vakuum o'tkazuvchanligi eo 8 8542 X XO-14 F / sm yoki 8 8542 10 - 14 C / V - sm ga teng bo'ladi.. Agar jismlar qutblanuvchi moddadan tashkil topgan dielektrik muhitga botirilsa, u holda o'zaro ta'sir qiluvchi kuchlar. bunday muhitdagi jismlar vakuumdan boshqa bo'ladi.

EO - vakuum o'tkazuvchanligi; c - kremniyning dielektrik o'tkazuvchanligi; Na - emitent birikmasidagi bazadagi akseptor aralashmalarining konsentratsiyasi; fk - kontakt potentsial farqi, taxminan 1 V ga teng; U - teskari - ulanishdagi kuchlanish.

BO - vakuum o'tkazuvchanligi; B, f - kompleks o'tkazuvchanlikning haqiqiy va xayoliy qismlari; 6 - dielektrik yo'qotish burchagi.

Kuchli bir jinsli bo'lmagan maydonlarda vakuumning o'tkazuvchanligi uchun ifoda topiladi, bu vakuum zaryadini ixtiyoriy ravishda kichik radiusli yadro yaqinida taqsimlash muammosini hal qilish uchun ishlatiladi. Ma’lum bo‘lishicha, kvant elektrodinamika tomonidan hisobga olinadigan qutblanish zaryadidan tashqari, an’anaviy hisob-kitoblarda yo‘qolgan kondensat elektronlarining zaryadi ham muhim rol o‘ynaydi. Shunday qilib, elektron kondensatsiya zaryadlangan zarrachalarning qisqa masofalardagi o'zaro ta'siriga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

Har ikkala tizimdagi bir xil zarrachalar uchun vakuum ae, o 1 o'tkazuvchanligi uchun, agar zarrachalarning zaryadi gaz tezligiga proportsional bo'lsa, bu o'xshashlik sharti bajariladi.

EL qiymati vakuum o'tkazuvchanligi deb ataladi.

Keling, MKSA tizimida e0 vakuum o'tkazuvchanligi nima ekanligini ko'rib chiqaylik. Vakuumda bir-biridan 1 m 0 asm ga ajratilgan ql qt k 3 - 109 COSE ikkita zaryad o'zaro ta'sir qilsin.

Shuni ta'kidlash kerakki, vakuum o'tkazuvchanligi qiymati birliklar tizimiga bog'liq.

(8.7) ga nisbatan eo vakuumning o'tkazuvchanligini bildiradi, Ep - DR tebranishlarining ko'rib chiqilayotgan turining elektr maydoni.

Berilgan materialning dielektrik o'tkazuvchanligi vakuumning dielektrik o'tkazuvchanligiga nisbati mavhum qiymat bo'lgan dielektrik koeffitsient deb ataladi; u ba'zan o'tkazuvchanlik deb ataladi.

Eo 8 85 - 10 - 3 - vakuum o'tkazuvchanligi, pF / mm; e - dielektrikning nisbiy o'tkazuvchanligi (c -), S - tekis qoplamaning maydoni, mm2; b - plitalar orasidagi masofa, mm. Nominal sig'im va uning ruxsat etilgan og'ishlari foiz sifatida kondensator korpusida ko'rsatilgan.

PM - induktsiyalangan chiziqli bo'lmagan qutblanish va e0 - vakuum o'tkazuvchanligi.

DIELEKTR O'TKAZILGANLIK, e ning qiymati, quvvatli elektr maydoni ta'sirida dielektriklarning qutblanishini tavsiflovchi E. Dielektrik o'tkazuvchanlik ikki erkin zaryadning o'zaro ta'sir kuchini necha marta ko'rsatuvchi miqdor sifatida Kulon qonuniga kiritilgan. dielektrik vakuumga qaraganda kamroq. O'zaro ta'sirning zaiflashishi muhitning qutblanishi natijasida hosil bo'lgan bog'langan zaryadlar tomonidan erkin zaryadlarning skriningi tufayli sodir bo'ladi. Bog'langan zaryadlar butun elektr neytral muhitda zaryadlarning (elektronlar, ionlar) mikroskopik fazoviy qayta taqsimlanishi natijasida paydo bo'ladi.

SI birliklar tizimidagi izotrop muhitdagi P qutblanish vektorlari, elektr maydon kuchi E va elektr induksiyasi D o'rtasidagi bog'liqlik quyidagi ko'rinishga ega:

bu yerda e 0 - elektr doimiysi. O'tkazuvchanlikning qiymati e tuzilishga va kimyoviy tarkibi moddalar, shuningdek, bosim, harorat va boshqalar tashqi sharoitlar(jadval).

Gazlar uchun uning qiymati 1 ga yaqin, suyuqliklar uchun va qattiq moddalar bir necha birlikdan bir necha o'nlabgacha o'zgaradi, ferroelektriklar uchun u 10 4 ga yetishi mumkin. e qiymatlarining bunday tarqalishi turli dielektriklarda sodir bo'ladigan turli xil polarizatsiya mexanizmlari bilan bog'liq.

Klassik mikroskopik nazariya qutbsiz dielektriklarning o'tkazuvchanligini taxminiy ifodalashga olib keladi:

Bu erda n i - i-chi turdagi atomlar, ionlar yoki molekulalarning kontsentratsiyasi, a i - ularning qutblanish qobiliyati, b i - kristall yoki moddaning strukturaviy xususiyatlaridan kelib chiqqan holda, ichki maydon omili deb ataladi. O'tkazuvchanligi 2-8 gacha bo'lgan ko'pchilik dielektriklar uchun b = 1/3. Odatda, o'tkazuvchanlik dielektrikning elektr parchalanishiga qadar qo'llaniladigan elektr maydonining kattaligiga deyarli bog'liq emas. Ba'zi metall oksidlari va boshqa birikmalarning e ning yuqori qiymatlari ularning tuzilishining o'ziga xos xususiyatlari bilan bog'liq bo'lib, bu E maydonining ta'siri ostida musbat va manfiy ionlarning pastki panjaralarini qarama-qarshi yo'nalishda kollektiv siljishini va kristall chegarasida muhim bog'langan zaryadlarning hosil bo'lishi.

Elektr maydoni qo'llanilganda dielektrik qutblanish jarayoni bir zumda rivojlanmaydi, balki ma'lum vaqt ichida t (bo'shashish vaqti). Agar E maydoni chastotasi ō bo'lgan garmonik qonunga muvofiq t vaqt ichida o'zgarsa, u holda dielektrikning qutblanishi unga ergashishga vaqt topolmaydi va P va E tebranishlari o'rtasida fazalar farqi d paydo bo'ladi. P va E tebranishlarini murakkab amplitudalar usuli bilan tavsiflashda o'tkazuvchanlik murakkab qiymat bilan ifodalanadi:

e = e' + ie",

bundan tashqari, e' va e" ō va t ga bog'liq va e"/e' = tg d nisbati muhitdagi dielektrik yo'qotishlarni aniqlaydi. Faza almashinuvi d t nisbatiga va maydon davri T = 2p/ō ga bog'liq. t da<< Т (ω<< 1/τ, низкие частоты) направление Р изменяется практически одновременно с Е, т. е. δ → 0 (механизм поляризации «включён»). Соответствующее значение ε’ обозначают ε (0) . При τ >> T (yuqori chastotalar) polarizatsiya e, d → p va e' o'zgarishlariga mos kelmaydi, bu holda e (∞) ni bildiradi (polarizatsiya mexanizmi "o'chirilgan"). Shubhasiz, e (0) > e (∞) , va ichida o'zgaruvchan maydonlar o'tkazuvchanlik ō ning funksiyasi bo'lib chiqadi. ō = l/t yaqinida e' e (0) dan e (∞) ga (dispersiya mintaqasi) o'zgaradi va tgd(ʼn) bog'liqligi maksimaldan o'tadi.

Dispersiya mintaqasidagi e'(ō) va tgd(ō) bog'liqliklarining tabiati qutblanish mexanizmi bilan aniqlanadi. Bog'langan zaryadlarning elastik siljishi bilan ionli va elektron qutblanishlarda E maydonining bosqichma-bosqich kiritilishi bilan P(t) ning o'zgarishi susaygan tebranishlar xarakteriga ega bo'lib, e'(ō) va tand(ō) bog'liqliklari mavjud. ) rezonans deb ataladi. Orientatsion qutblanish holatida P(t) ning o‘rnatilishi eksponensial bo‘lib, e'(ʼn) va tgd(ō) bog‘liqliklari relaksatsiya deyiladi.

Dielektrik qutblanishni o'lchash usullari o'zaro ta'sir hodisalariga asoslangan elektromagnit maydon materiya zarralarining elektr dipol momentlari bilan va turli chastotalar uchun har xil. ō ≤ 10 8 Gts chastotadagi usullarning ko'pchiligi tekshirilayotgan dielektrik bilan to'ldirilgan o'lchash kondansatkichini zaryadlash va tushirish jarayoniga asoslangan. Yuqori chastotalarda to'lqin o'tkazgich, rezonans, ko'p chastotali va boshqa usullar qo'llaniladi.

Ba'zi dielektriklarda, masalan, ferroelektriklarda, P va E [P = e 0 (e - 1)E] va, demak, D va E o'rtasidagi proportsional munosabatlar hatto amaliyotda erishilgan oddiy elektr maydonlarida ham buziladi. Rasmiy ravishda bu e(e) ≠ const qaramligi sifatida tavsiflanadi. Bu holda, muhim elektr xarakteristikasi dielektrik - bu differentsial o'tkazuvchanlik:

Chiziqli bo'lmagan dielektriklarda e diffning qiymati odatda kuchsiz o'zgaruvchan maydonlarda bir vaqtning o'zida kuchli kuchlanish bilan o'lchanadi. doimiy maydon, va o'zgaruvchan komponent e diff teskari o'tkazuvchanlik deb ataladi.

Lit. st.ga qarang. Dielektriklar.