Orice material radiotehnic - un conductor, un semiconductor sau un dielectric - conduce un curent electric. Dar în curenții dielectrici de flux de valoare foarte mic, chiar dacă se află sub influența tensiunii înalte (500 V și mai mare).
Curentul electric în dielectric este mișcarea dirijată a electronilor și a ionilor: ioni pozitivi și (sau) negativi.
Tipuri de bază ale conductivității electrice a dielectricilor
1. Curenți de absorbție
Curenții de absorbție sunt curenții de deplasare ai diferitelor tipuri de polarizare întârziată. Curenții de absorbție la o tensiune constantă apar în dielectric până la stabilirea stării de echilibru, schimbându-și direcția când tensiunea este pornită și oprită. Cu o tensiune alternativă, curentul de absorbție curge pe întreaga durată a dielectricului în câmpul electric.
În general, curentul electric j din dielectric este suma jsk-ului prin curent și a jabului de curent de absorbție
Curentul de absorbție poate fi determinat prin jcm curente de curent - rata de schimbare a vectorului de inducție electrică D
Curentul de curent este determinat de transferul (mișcarea) câmpului electric al diferitelor suporturi de încărcare.
2. Conductivitatea electronică se caracterizează prin deplasarea electronilor sub acțiunea câmpului. În plus față de metale, este prezent în carbon, oxizi metalici, sulfuri și alte substanțe, precum și în multe semiconductori.
3. Ionic - se datorează mișcării ionilor. Se observă în soluții și topiri de electroliți - săruri, acizi, alcalii și, de asemenea, în multe dielectrice. Acesta este împărțit în conductivitate intrinsecă și impuritate. Conductivitatea intrinsecă se datorează mișcării ionilor produsi prin disocierea moleculelor [1]. Mișcarea ionilor într-un câmp electric este însoțită de electroliză [2] - transferul de materie între electrozii și eliberarea pe electrozii. Lichidele polar sunt mai disociate și au o conductivitate electrică mai mare decât cele nepolare.
În dielectricii lichizi nonpolari și slab polari (uleiuri minerale, fluide organosiliconice), conductivitatea electrică este determinată de impurități.
4. Conductivitatea molii - se datorează mișcării particulelor încărcate numite molioni. Observați-o în sisteme coloidale, emulsii [3], suspensii [4]. Mișcarea moliilor sub acțiunea unui câmp electric se numește electroforeză. Prin electroforeză, spre deosebire de electroliză, nu se formează substanțe noi, concentrația relativă a fazei dispersate în diferite straturi ale modificărilor lichide. Conductivitatea electrică prin electroforeză este observată, de exemplu, în uleiurile care conțin apă emulsionată.
Toate materialele dielectrice sub influența unei tensiuni constante trec unele, deși, de obicei, foarte nesemnificative, actuale, numite curentul de scurgere. Dacă pentru materialele electroizolante de calitate scăzută (lemn, marmură, azbest, etc.) # 961; se află în intervalul 10 6 -10 8 Ohm * m pentru ftorlona polistiren, cuarț se ajunge la 14 octombrie -10 16 Ohm m, valoare și mai mare a gazelor ionizate. Evident, cu atât mai mare # 961; cu atât este mai mare calitatea materialului izolator electric.
Comparativ cu conductivitatea conductorilor și a semiconductorilor, conductivitatea electrică a dielectricilor are o serie de caracteristici.
În primul rând. având în vedere rezistivitatea foarte mare a dielectricului, curentul prin volumul secțiunii de izolație este curentul de scurgere I # 957; - foarte mic și comparabil cu acesta este curentul de-a lungul suprafeței - suprafața prin curentul Is. Prin urmare, atunci când se studiază conductivitatea electrică a unui dielectric, este necesar să se ia în considerare, împreună cu curentul în vrac și suprafață, presupunerea curentului total al locului de izolație:
Prin urmare, conductivitatea G = I / U este alcătuită din două conductivități, vrac și suprafață.
Rezistența totală de izolație este definită ca rezultantă a două rezistențe (volumetrice și de suprafață) în paralel:
Rezistența unui dielectric este în mod obișnuit înțeleasă ca rezistența volumului specific, pentru caracteristicile Rs, conceptul de rezistență specifică la suprafață # 961; s.
Fig.1. Tipuri de curent electric într-un dielectric
A doua trăsătură caracteristică a conductivității dielectrice este dezintegrarea treptată a curentului în timp după conectarea tensiunii de curent continuu (închiderea K de contact din figura 1) În perioada inițială de timp în veniturile circuitului putrefacție rapid prejudecată curent Ism. a cărui densitate este Jcm = dD / dt (unde D = # 949; # 949; 0 E este deplasarea electrică). Acest curent încetează pentru un timp de ordinul constantei de timp RC a circuitului eșantionului sursă al dielectricului, care este de obicei mic.
Cu toate acestea, curentul continuă să se schimbe după aceasta, adesea pentru câteva minute și chiar ore. lent în schimbare componentă a curentului din cauza redistribuirea taxelor libere în volumul dielectric este numit curentul de absorbție (filialele IAB). Curentul absorbit este legat de capacitatea de absorbție a purtătorilor de sarcină dielectric: parte transportator se întâlnește în capcanele sale de captare de cale - defecte zăbrele de prindere și fixare purtător. Cu timpul, când toate capcanele sunt umplute cu purtătoare, curentul de absorbție este oprit și doar curentul care nu se schimbă odată cu trecerea timpului trece în curent. Care este cauzată de trecerea purtătorilor de sarcină de la un electrod la altul și este egal cu suma vrac și suprafața prin curenți de: Iskv = I # 957; + Este
# 19; SHAPE \ * MERGEFORMAT # 20;
Fig.2. Schimbarea curentului în dielectric după conectarea tensiunii DC.
Curentul de absorbție duce la acumularea de purtători de sarcină în anumite locuri ale defectelor dielectrice-lattice, limitele de interfață, neomogenități. Datorită apariției încărcărilor spațiului, distribuția intensității câmpului în dielectric devine neomogenă. Acumularea taxelor spațiale în dielectric duce la fenomenul nedorit de descărcare parțială a condensatorului când un scurtcircuit electrozii acestuia, caracterizat prin coeficientul de absorbție egală în ceea ce privește tensiunea reziduală inițială.
La măsurarea rezistivității, curentul de absorbție trebuie să fie eliminat prin menținerea eșantionului sub tensiune timp de ceva timp.
În plus, conductivitatea electrică a dielectricilor are un caracter diferit, în funcție de starea dielectricului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: