2.1 Диэлектриктердің физикасы

 

2.1.1 Диэлектриктер өрістенуі (поляризация)

Диэлектриктерге электр өрісі әсер еткен кезде, әлсіз байланған диэлектриктің дипольды молекулаларының өріспен бағыттасқанын немесе зарядттардың шекті ығысуын өрістену деп ұсынуға болады. Өрістенудің дәрежесін конденсатор астарынын орталарында диэлектрик орналасқан немесе орталарында вакуум орналасқан болса, осы зарядтың қатынасымен бағалауға болады. Бұл қатынасты заттың салыстырмалы диэлектрлік өтімділігі деп атайды – .

 - өрістену құбылысының сандық сипаттамасы: ол диэлектриктің сыйымдылығын көрсетеді.    шамасы диэлектрикте өтетін физикалык процесстердің сипаттамасы негізгі тендеулер қатарына жатады.    шамасын қолданып, өрістенуі Р (Кл/м), екі бірдей зарядтың әсерлесу күшін Ғ (Н), электрлік ығысуды D (Кл/м), нақты зарядтар арқасында пайда болатын өрістің кернеулігін, көп қабатты оқшауладағы өрістін кернеулігін және т.б. анықтауға болады.

Әр тақырыпқа сәйкес мысалы ретінде 2-3 есептің шешімі көрсетілген.

 

 

        Есептер. 1 Тақырып

 

15.       Пластиналар ауданы 30 мм  арасы 0.5мм болған жазық конденсатордың сыйымдылығын табу керек. Пластиналар арасының 1/3-і полистиролмен, 2/3 бакелит лагымен толтырылған. Полистирол үшін  бакелит лагы үшін  .

 

2. 2 Диэлектриктердің электрөткізгіштігі

 

       Электр тізбегіне диэлектригі бар конденсатор қосылған, тізбекті тұйықтағанда уақытысында өзгермейтін кернеудің әсерімен диэлектриктің көлемі мен бетінен ток ағыны өтеді.

 

                                       I =I +I ,                                                           (8)

 

       мұнда  I көлемдік ток, А;

                     I беттік ток, А.

I ток ағыны орнатылған мәніне жақындаған сайын өше бастайды (өйткені поляризациялық процесстер өшеді).

       Қатты изоляциялық материалдарда өткізгіштердің екі түрін ажыратуға болады, олар беттік  және көлемдік өткізгіштер, салыстырмалы бағалау үшін меншіктік көлемдік - және меншікті беттік -  кедергілердің мәндері қолданылады.

 

                                                        Rv  ,                                                       (9)

                      

мұнда            - кернеу U(В) қосылған кездегі диэлектриктің көлемдік кедергісі, Ом;

S және h - электродтың ауданы, м және мысылдың қалыңдығы, м;

                       СИ жүйесіндегі   бірлігінде өлшенеді.

 

                                                  ,                                                          (10)

      

мұндағы         - кернеу U(В) қосылған кездегі диэлектриктің беттік кедергісі, Ом;

                     d – диэлектриктің бетіндегі электродтардың ені, м;

                     l – электродтардың арасындағы ара қашықтығы, м;

                       СИ жүйесіндегі   бірлігінде өлшенеді.

 

 

         Есептер. 2 Тақырып

 

7.           Жазық конденсатор диэлектригінің меншікті көлемдік кедергісі     және оқшауламаның толық кедергісі  Ом-ға тең. Диэлектрик кедергісінің беті 3 мм тең. Электроды бар кедергісінің беті  ,ал диэлектриктің қалыңдығы 3 мм-ге тең. Меншікті беттің кедергісінің шамасын   және конденсатордың беттік ток ағыны  өтетін диэлектриктің беттерін көрсетіңіз.