18. Ионная проводимость

Всякая жидкость в той или иной степени диссоциирована и содержит определенное кол-во ионов в единице объема при заданных условиях. При отсутствии внешнего поля ионы и молекулы движутся хаотично. Они колеблются около некоторых центров равновесия согласно уравнению Планка h=kT. При наличии эл. поля заряженные частицы начинают перемещаться вдоль силовых линий. При этом удельная объемная проводимость ; где А, В – константы независящие от температуры и являются характеристиками данной жидкости. Поскольку удельная объемная проводимость γ зависит от числа ионов, которые в свою очередь зависят от степени диссоциации, то ионная проводимость полярных жидких диэлектриков на несколько порядков выше, чем неполярных. Ионная проводимость также зависит и от напряженности эл. поля, которая влияет на подвижность ионов в сильных электрических полях (Е>100 кB/cм).

19. Катафоретическая проводимость.

Возникает при перемещения в жидком диэлектрике заряженных частиц примеси. Часто ее трудно отличить от ионной. Если ε частицы больше ε жидкого диэлектрика, то частица примеси заряжается положительно. Если наоборот отрицательно. Достигая электродов частицы примесей могут менять знак своего заряда на противоположный – адсорбция. Частицы примесей приобретают относительно жидкого диэлектрика потенциал U₀, который лежит в диапазоне от 30 до 70 мВ. Из электростатики известно, что заряд сферической частицы радиуса r: q=4πε_rε₀rU₀ (1)

Тогда, зная заряд частицы, напряженность поля и кинематическую вязкость η, можно вычислить скорость движения частицы в жидкости под действием поля:

(2)

к – подвижность.

Как видно из (2) скорость и проводимость в значительной мере зависят от вязкости. Отсюда катафорическая проводимость зависит от температуры. Величина γ для катафорической проводимости определяется по уравнению , но константы А,В имеют др. значения, чем для ионной. Для неполярных жидких диэлектриков ионная и катафорическая проводимости определяют диэлектрические потери в них γ = ε_р ε₀  tgδ

В загрязненых жидких диэлектриках может наблюдаться явление электрочистки – при длительном протекании тока заряженные частицы постепенно оседают на электродах при этом γ и ток уменьшаются.

Плотность тока протекающего через жидкий диэлектрик от обоих видов проводимости можно определить:

ј=(n⁺q⁺⁺+ n^–q^–^–+n_kq_k_k) (3)

подставив уравнение (2) в (3) получим:

ј=(n⁺q⁺k⁺+ n^–q^–k^–+n_kq_kk_k)E (4)

j= γE (5) – закон Ома.

Где гамма-суммарная проводимость.

Ток обусловленный ионной и катафоритической проводимостями, до опр-х значений напряженностей подчиняется закону Ома.

20.Электронная проводимость

В сильных эл.полях (E≥ 100 кВ/cм) в жидких диэлектриках происходит нарастание тока отличное от закона Ома: I = I₀ exp(С*E) ,

Где С-это константа для данного диэлектрика.

Объясняется это тем, что эл. поле начинает влиять как на диссоциацию молекул так и на подвижность заряженных частиц. В жидких диэлектриках, как и в газе, в таком случае возникает ударная ионизациия электронами. Они возникают у катода в следствии автоэлектронной эмиссии. Это подтверждается: дискретностью импульсов тока, а также свечением жидкого диэлектрика у электродов и в объеме.