Опишите процесс тепловой ионной поляризации в диэлектриках.

Диэлектриктегі жылулық иондық поляризация процесі

Қатты диэлектрик иондардан немесе ион қоспасынан болсын делік және сол иондардың қозғалаысы шектеулі аумақта болсын.Бұл деген ион басқа да қоршаған бқлшектер (иондар,молекулалар) әсерінде болады деген сөз,ол иондар шектеулі аумақта орналасқандықтан энергиясы да минимал болады. Кейін көрші ионда дал сондай күйде деп қарастырсақ,осы екі көрші ионның арақашықтығын σ деп белгілейміз

Иондардың бір біріне лақтырылуы ионнның потенциалды энергиясының (U) ұзындығына және Т –ға тәуелді.Жылулық қозғалыс диэлектриктерде иондардың бір орыгда тербеліп тұрып екінші орынға өтуінен болады.Бұл ауысуды тек жылулық қозғалысты энергияға ие,яғни энергиясы жергілікті потенциалды барьер U-ді асып өтуге жететін иондар ғана жасай алады.Осы жылулық қозғалысқы қатысатын бөлшек энергиясы U-ға тең немесе U-дан үлкен болады.U-ға тең болуы Больцман статистикасымен түсіндіріледі.

Мұндағы: Т-абсолютті темп, k-Больцман тұрақтысы.

Суреттегі бекітілген күйдегі ион (1 немесе 2 иондар) бекітілген орынның серпімді күшімен анықталатын жиелікті тербеліс жасайды.Х осьі бағытымен барьерден асырып бірлік көлемдегі,білік уақыттағы лақтырылатын иондар санын мынамен өрнектейміз:

n₀–бірлік көлемдегі диэлектриктегі әлсіз байланысқан иондар саны.

Потенциалды барьерді асып өту ықтималдығының саны болады, себебі жиелікпен бір секунд ішінде тербеліп тұрған ион Х осіне бағытталады.Осы барерьден асып өткен иондар санын дәл білу үшін -ні -ға көбейтеміз.Сыртқы өріс жоқ болғанда 1-жағдайдан 2-жағдайға өтетін иондар саны кері бағытта лақтырылатын, яғни 2-жағдайдан 1-ге өтетін иондар санымен тең болады. Егер Е сыртқы өріс берсек онда жағдай күрт өзгереді.

Сыртқы өріс Х осімен бағытталған делік,егер өріс біртекті болса онда бұл өрістегі ионнның потенциалды энергиясы сызықты өзгеру керек.

Ионның 1 ден 2 ге өту үшін асып өтетін потенциалдық барьердің биіктігі кері ауысуға қарағанда төмен болады.

1-жағдайда потенциалдық барьер -ға тең,ал 2-де , мұндағы дегеніміз -қашықтықтағы Е өріске қатысты потенциалдық энергияның өзгерісі. Егер ион заряды q болса, . Бұдан көретініміз ось бойымен, яғни 1-ден 2-ге ауысатын иондар саны кері бағытқа қарағанда көп болады.Бірлік көлемдегі иондар саны 1/3 деп 1-ші жағдайда n₁,2шіні n₂десек болса онда -дің dt уақыт ішінде өзгерісі:

1,2-ші жағдайдағы ион санының азаюы:

болғанда: сонда:

 

6. Перечислите какие виды технических диэлектриков существуют. Диэлектриктердің қандай техникалық түрлері бар?

Электротехникалық материал деп –электрмагнитті өріске қатысты қандайда бір қасиеттермен сипаталатын, соған байланысты техникада қолданылатын материалды айтамыз.

Электр өріс бойынша материалдарды өткізгішті, жартылай, диэлектрикті деп бөледі.

Өткізгішті материал деп электр тогын өткізетін, электрлі қасиеттермен сипатталатын материалды айтамыз. Олардың физикалық шамасы меншікті кедергісі өте аз. Бұл материалдардан резистор, жылытқыш, элементтер дайындалады.

Жартылай өткізгіш материал-диэлектрикалық және өткізгіш материалдар аралығында өзінің меншікті өикізгіштігімен сипатталатын материалды айтамыз. Олар өткізгіштігі және кернеуі өзгерген кезде немесе басқа сыртқы факторлар температура мен жарық әсерінен болады. Бұл материалдардан диод, транзистор т.б. приборлар қолданылады.

Диэлектриктер – ең жоғарғы меншікті кедергілі затты айтамыз. Олар көбіне электроқшаулағыш материал ретінде қолданылады. Олар электр тогының басқа жолдармен өтуіне қарсы тұратын материал.

Практика жүзінде диэлектриктердің электротехникада активті және пассивті қасиеттеріне байланысты пайдаланатыны анықталды.

Активті диэлектриктердің айырмашылығы олардың басқару қасиеттеріне байланысты. Оған келесі материалдар жатады: пьезоэлектриктер, сегнетоэлектриктер, электрооптикалық материалдар. Олар радиоэлектронды аппараттар электрдыбыстарды түрлендіру үшін қолданады.

Активті диэлектриктер 70 жылдан бері кеңінен қолданылады.

Сегнетодиэлектриктердің айырмашылығы температура өзгерген кезде оның қасиеті де өзгереді.

Пьезоэлектрик – механикалық кернеудің әсерінен электр заряд тасымалдауға қолданылады.

Электроптикалық – сәулелендіру кезінде қасиеті өзгереді.

Пассивті диэлектриктер барлық электр оқшаулағыш материалдар, конденсаторларда пайдаланады.

Магниттік өріс бойынша материалдар магниттелген, магниттелмеген деп екіге бөлінеді.

Магниттелген материалдар – магниттелетін қабілеті бар. Олардан индуктивті катушка, трансформатор пластиналары дайындалады.

Магниттелмеген материалдар көп жағдайда электротехникалық материалдар қолданылады. Олар электротехникада, радиотехникада радиоэлектрониканы жаңарту үшін қолданады.

Техникалық диэлелектриктер: газ тәрізді, сұйық және қатты түрде болады. Газ тәрізді диэлектрик ретінде ауа, азот, басқа да газдар қолданылады. Сұйық диэлектриктер табиғи және жасанды болады. Табиғи сұйық диэлектрик ретінде кеңінен минералды (мұнайлы) электроизоляциялық май қолданылады.

Ең жиі қолданылатыны қатты диэлектриктер.