Qattiq dielektriklarning teshilishi

|
Qattiq dielektriklarning teshilishi
|
bet | 3/5 | Sana | 22.12.2023 | Hajmi | 469,5 Kb. | | #126876 |
Bog'liq 10-Ma\'ruza2. Qattiq dielektriklarning teshilishi
Qattiq dielektriklarning teshilishi quyidagi turlarga bo’linadi: makroskopik jihatdan bir jinsli dielektriklarning elektrik teshilishi: bir jinsli bo’lmagan dielektriklarning elektrik teshilishi: issiqlik (elektr- issiqlik)dan teshilish: elektr-kimyoviy teshilish1.
Makroskopik jihatdan bir jinsli dielektriklarning elektrik teshilishi juda tez rivojlaqnib o’tishi (10-7 10-8 s) bilan xarakterlanadi. Bunda qattiq jismdagi ba’zi elektronlar elektron ko’chki hosil qiladi. Bu teshilish o’z tabiati jihatidan sif elektron jarayonga kiradi. Elektronlar elektr maydonda olgan energiyasini o’z harakatlari davomida tarqatadi va kristall panjaraning qayishqoq tebranishini vujudga keltiradi. Muayyan kritik tezlikka erishgan elektronlar yangidan-yangi elektronlarni uzib chiqarib, muvozanat holatini buzadi, ya’ni qattiq jismda elektronlarning urilishi tufayli ionlanish sodir bo’ladi1.
Bir jinsli elektr maydonida joylashtirilgan bir jinsli dielektik uchun elektr teshilishidagi maydon kuchlanganligi jismning elektr mustahkamligini aniqlaydigan kattalik bo’lib xizmat qiladi. Bunday holat ishqor-galoid birikmali monokristallarda va ba’zi polimerlarda kuzatilib, Et ning bir jinsli (1) va bir jinsli bo’lmagan (2) elektr maydonidagi qiymatlari turlicha bo’ladi.
Bir jinsli bo’lmagan dielektriklarning elektr teshilishi tarkibida gaz bo’shlig’i bo’lgan texnik dielektriklarda kuzatilib, bu jarayon xuddi bir jinsli dielektriklardagidek juda tez sodir bo’ladi. Bir jinsli maydonda joylashtirilgan dielektriklar (shisha, chinni)ning elektr mustahkamligi material qalinligiga bog’liq emas1. Lekin, dielektrikning qalinligi orta borishi bilan uning tarkibida o’zgarish bo’lib, gaz bo’shliqlari soni ortishi natijasdida jismning elektr mustahkamligi sezilarli darajada pasayadi. Agar elektrodning yuzasi kichraytirilsa, maydonning ta’sir yuzasi oqibatida undagi nuqsonlar soni ozayib, dielektrikning elektr mustahkamligi orta boradi. Haroratning ma’lum qiymatgacha Et qiymati o’zgarmaydi, uning yanada ortishi natijasida Et qiymatining pasayishi kuzatiladi. Bu, dielektrikda issiqlikdan teshilish jarayoni sodir bo’lishi bilan tushuntiriladi.
teshilish jarayoni sodir bo’lishi bilan tushuntiriladi.
Qatttiq jismlarning elektr o‘tkazuvchanligi ularning tarkibidagi ionlarning yoki boshqa zarralarning siljishi hisobiga sodir bo‘ladi, ba’zi qatiq jisimlarda esa o‘tkazuvchanlikni erkin elektronlar keltirib chiqaradi. Kuchli elektr maydon ta’sirida jismda elektronli elektr o‘tkazuvchanlik turi Faradey qonunini qo‘llash orqali tajriba yo‘li bilan aniqlanadi. Ion tuzilishli dielektriklarda elektr o‘tkazuvchanlik asosiy issiqlik harakat ta’sirida ozod bo‘ladigan ionlar siljishi hisobiga ro‘y beradi. Past harakatda kiristal panjarada bo‘sh bog‘langan ionlar, ususan qo‘shimchalarining ionlari siljiydi2. Atom yoki molekula panjarali dielektrikning o‘tkazuvchanligi qo‘shimchalar hisobiga ro‘y beradi. Bu holda uning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi juda kichik qiymatni tashkil etadi. Dielektrikdagi elektronlarning siljuvchanligi ancha yuqori bo‘ladi. Ion strukturali dielektrikning elektr o‘tkazuvchanligi quyidagi ifoda orqali aniqlanadi:
Bu yerda : b=(W0 +Wc )k; W0 –ionlarni ozod etish energiyasi; b- koeffisient (qattiq jismlarda b=10000 – 22000 Kga teng); T- harorat,k=1.38∙1023 J/K Bol’sman doimiysi. (16)ga asosan, dissosasiya va siljish energiyalari qancha katta qiymatga ega bo‘lsa, solishirma elektr o‘tkazuvchanlik bilan harorat shuncha kuchli ravishda o‘zgaradi.
Ion panjarali kristall tuzilishga ega jismlarda elektr o‘tkazuvchanlik ion valentligi bilan bog‘liqdir. Bir valentli ion kristallarning elektr o‘tkazuvchanligi ko‘p valentli ionli kristallarga nisbatan yuqori bo‘ladi. Masalan, NaCl kristallining elektr o‘tkazuvchanligi MgO yoki Al2O3 kristallarining elektr o‘tkazuvchanligiga qaraganda yuqori bo‘ladi. Organik qutbsiz amorf dielektrik (polistrol va hokazo) ning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi ancha kichikdir. Shishaning elektr o‘tkazuvchanligi uning kimyoviy tarkibiga bog‘liq bo‘lganligi sababli mazkur qiymatni texnologik jarayonda boshqarish mumkin bo‘ladi. Agar dielektrikka elektr maydon ta’sir ettirilsa, dielektrik asta-sekin qiziy boshlaydi, chunki ta’sir etayotgan energiyaning bir qismi uning qizishiga sarf bo‘ladi. Qizishga sarf bo‘ladigan elektr quvvati dielektrikdagi isrof yoki dielektrikdagi energiya sochilishi deyiladi. Dielektrikdan ichki tok o‘tishi natijasida undagi elektr energiyasining isrofi o‘zgarmas va o‘zgaruvchan kuchlanish ta’sirida ro‘y beradi1.
O‘zgarmas kuchlanish ta’sirida jismda davriy qutblanish kuzatilmagani sababli dielektriklardagi energiya isrofi uning solishtirma yuza va hajmiy qarshiligiga bog‘liq bo‘ladi. O‘zgaruvchan kuchlanishda dielektrikda ichki toklardan tashqari qo‘shimcha sabablar vujudga kelib, undagi elektr energiyasi isrofi ortadi. Elektr maydonida joylashgan dielektrikda sarflanadigan quvvat miqdorini aniqlash uchun dielektrikdagi isrof burchagi yoki shu burchak tangensi dan foydalaniladi. Elektrotexnikada sinusoidal tokli elektr zanjiri eng ko‘p tarqalgan. Sinusoidal tok kuchlanishi o‘z shaklini saqlagani holda o‘zgarishi mumkinlgi bilan o‘zgarmas tokdan farq qiladi. O‘zgaruvchan tok turli usullarda hosil qilinadi. Bunday usullardan eng oddiysi generator yordamida tok hosil qilishdir. Dielektrik isrof burchagi deb, sig‘imli zanjirdagi kuchlanish va tokning fazaviy siljish burchagi 900 gacha to‘ldiradigan burchakka aytiladi. Dielektrikda energiya isrofi qancha katta bo‘lsa, fazaviy siljish burchagi shuncha kichik va burchak yoki uning funksiyasi shuncha katta bo‘ladi. Jismning agregat holati (gaz, suyuq va qattiq) ga qarab, undagi dielektrik isrofning tabiati turlicha bo‘ladi.
G’ovak dielektrilar (,yog’och, qog’oz, g’ovak sopol ) da Et qiymati havoning elektr mustahkamligiga yaqin bo’ladi. Agar qattiq dielektrikdagi bo’shliqlar to’latilsa (masalan, suyuq dielektrikni shimdirish orqali ), jismning elektr mustahkamligi keskin ortadi. Bu jarayon jism tarkibidagi havo va gaz bo’shliqlarining siqib chiqarilishi evaziga sodir bo’ladi.
|
| |