12. Дайте описание физической природы поляризации диэлектриков.

Диэлектрик поляризациясының физикалық табиғатын сипаттау

Поляризацияның 8 түрі бар

1.Электронды поляризация

2.Ионды поляризация

3.Дипольді релаксацияланған поляризация

4. Электронды релаксацияланған поляризация

5.Серпімді дипольді поляризация

6.Қабатаралық поляризация

7.Өздік поляризация

8.Қалдық поляризация

3.Дипольдік релаксациялық поляризация-егер диэлектрикке электр өрісі және жылу әсер ететін болса онда бөлшектер дененің бұзылуы немесе дипольдің орентациясы өзгеруі мүмкін.µ=qL-дипольдің электр моменті, q-ион заряды.е-ионның центрлері арасындағы арақашықтық.

4.Электр релаксацияланған поляризация –жылу әсер еткенде электрондпрдың шоғырын поляризация пайда болады.осындай поляризацияланған кезде қатты дененің сыну көрсеткіші өте жоғары болады және электр өткізгіштігі де жоғары болады.

5.Серпімді дипольді поляризация-егер кристаллдарда дипольді молекулалар бекітілетін болса , онда сыртқы әсер болған кезде электр өрісі ал молекулалар азғантай бұрышқа бұрылуы 15-8⁰С, ондай поляризация серпімді дипольді поляризация деп аталады.

6.Қабатаралық поляризация-егер қатты дененің құрамында қабаттар пайда болады.(электр өткізетін және басқа электр өтімділікті қабаттар)төмен жиілікті электр өрісі әсер ететін болса,онда электр өрісі электр энергиясын жоғалтады.

7.Өздік поляризация-сегнетоэлектриктерде ғана болады.Сырттан бір күшпен әсер еткенде өздігінен поляризация пайда болады.

8.Қалдық поляризация-сырттан күш әсер еткенде,сосын ол күш әсері тоқтағанда қалатын қалдық поляризация.Егер электр өрісін алып тастағанда электрлерде иондар өз орнына келмейді,яғни поляризация қалып қалады.Басқа материалдарда (электроттардан басқа)иондар, молекулаларда өз орнына қайта келеді.Серпімді дипольда е^- бір жаққа, (+)ядро бар жақта жиналады.t=10^-15с уақыт ішінде серпімді диполь пайда болады.Электр өрісін өшіріп тастасақ,тура сол уақыт ішінде баст қалпына келеді.ξ=1+nα

n-диэлектриктегі атомдар немесе молекулар концетрация, α-электронның поляризация.Егер материалдар таза электрді поляриз-тын болса, онда ξ=nα.

13-Опишите, в чем заключается зависимость поляризации от химического состава диэлектрика. 17- Какие физические свойства диэлектриков существуют?Поляризацияның диэлектриктің химиялық құрамынан тәуелділігі.Диэлектриктің қандай физикалық қасиеттері бар?

Диэлектрик— поляризацияға қабілеттілігі негізгі электрлік қасиеті болып табылатын, материалдар мен шалаөткізгіштерге қарағанда электр тогын нашар өткізетін, үлестік электр кедергісі өте үлкен

( ρ> 10⁸-10¹⁶Ом·м) қатты, сұйық және газ тәріздес заттар.

Диэлектриктерде еркін зарядты тасымалдаушылар тіптен болмайды. Олардың барлық электрондары белгілі бір атомдармен байланысқан болады, және электронды атомнан бөліп алу үшін едәуір энергия жұмсау керек болады. Жылулық қозғалыстың әсерінен кейбір электрондар атомдардан бөлініп шығуы мүмкін, бірақ ондай электрондардың саны диэлектриктерде өте аз болады.

Диэлектриктердің электр өткізгіштігі негізінен онда бөгде қоспалардың барлығымен анықталады. Диэлектрикте, электронын жеңіл беретін бөгде атом болса, онда еркін зарядты тасымалдаушылар пайда болады, яғни олардың концентрациясын n арттырады. Сонымен, диэлектрикке қоспа ендіру әдетте оның электр өткізгіштігінің едәуір артуына алып келеді.

Диэлектрикті материалдар қатты денеде-керамика,парафин,ағаш,шыны,сұйық денеде дистилденген су газда-вакуум.Қатты денеде поляризацияның барлық түрі,сұйықта-электронды,дипольді-релаксациялық поляризация газда-таза электронды немесе таза дипольді.Электроизоляциялық материалдар:агрегаттық күйіне байланысты-газтектес,сұйық немесе қатты хим-қ табиғатына байланысты органикалық,органикалық емес және элеметті органикалық материалдар.Газтектес диэлектриктер ионизация процесіне дейін идеалды диэлектриктер болып табылады.Газдың электрлік беріктігі нормалды қысым кезінде 2,1 МВ/м.Сұйық диэлектриктер –мұнайлы май,синтетикалық сұйық,өсімдік майы.Сұйық диэлектриктер –жоғары кернеуліктегі кабельдерде қолданылады.Органикалыққа-полиэтилен(CH₂-CH_2-)_n.Полиэтиленнің қасиеті молекулалардың салмағына,тазалығына байланысты болады. –Фторопластар(политетрафторэтилен)-ақ түсті ұнтақ.Молекулаларының құрылымы:

F F F F F

│ │ │ │ │

- C C C C C-

│ │ │ │ │

F F F F F

Фторопласттың молекулалары симметриялық құрылымға ие.Сондықтан ол полярлы емес диэлектриктер болып табылады..Химиялық қасиеті-ылғалдылық қасиеті:1.Ылғалдылыққа төзімділік –электрлік, механикалық және басқа да физикалық қасиеттері өзгерген кезде,материалдың атмосферада жоғары ылғалдылықта бола алатын қасиеті.2.Ылғал өтімділік-ылғалдылық кезіндегі материалдық буды жібертіп алу қасиеті.3.ылғалды жұту қабілеті-ылғалды атмосферада және оған жақын қанығу күйінде материалдық суды сіңіре алу қасиеті.Жылуға төзімді- электроизоляциялық материалдың қабілеті және жоғары температураның әсеріне,температураның тез ауысуына төзімділік қасиеті.Олардың өзгерісі температурасы бойынша мех-қ,электрлік қасеттерін бақылау барысында анық пайда болады.М/сы,органикалық диэлектриктерде созылу деформациясы немесе салмақ түскенде майысу басталады.Жылуөткізгіштік-жылулық материалдарға берілу процесі λ_T жылуөткізгіштің коэффициентін сипаттайды. λ_T-1с ішінде,1м қалыңдықтағы материалдың қабаттары арқылы берілген жылу саны және 1⁰К температураға беттік ауданы 1м² болатын жылу саны.Диэлектриктердің жылуөткізгіш коэффициенті кең аудан өзгереді.Жылуөткізгіш ең төменгі –газдар,кеуекті диэлектриктер және сұйық болады.ауа=0.025BT/mK,су=0.58BT/mk.Ал кристалдық диэлектриктерде ол жоғары болады.кварц-12,5BT/mk.Диэлектриктің жылулық таралуы сызықты таралудың температуралық коэффициентін бағаланады.Материалдың физикалық –химиялық қасиетінің тұрақтылығы беріктігі деңгейі эл-к механикалық және басқа қасиеттерінің сақталу деңгейінің сәулеленуге әсерін радиац-қ тұрақтылық деп аталады.Зат-ң сәулемен өзара әсерлесуі,зат-ң сәуленің табиғатына байланысты болады.Механикалық қасиеті-сыртқы статикалық және динамикалық салмаққа диэлектриктің шыдамдылық қабілеттілігімен сипатталады.Материал-пластмасса,каучук, резиналық қоспалар.