4 Классификация веществ по электрическим свойствам

Диэлектрики – материалы, у которых запрещенная зона на столько велика, что электронной проводимости в обычных условиях не возникает.

Полупроводники – вещества с более узкой запрещенной зоной. Она может быть преодолена за счет внешних энергетических воздействий.

Проводники – материалы, у которых валентная зона вплотную прилегает к зоне свободных энергетических уровней или даже перекрывается ею. В результате электроны могут переходить из валентной зоны на незанятые уровни.

Энерг. воздействие – тепловое движение др. источники энергии. Свет, поток электронов и ядер частиц, элек. и магн поля мех. воздействие. Элект. св-ва опред. не только св-ва атома, но и видами связи.

Примеси и дефекты кристаллической решетки значительно влияют на свойства веществ.

5 Классификация веществ по магнитным свойствам

По магнитным свойствам делятся на слабо (диамагнетики и парамагнетики) и сильно (ферро- и ферримагнетики).

Слабомагнитные материалы (<1):

Диамагнетики – вещества с магнитной проницаемостью <1, которая не зависит от напряженности магнитного поля. Зависимость  от T слабая. Внешним проявление диамагнетика является выталкивание его из неоднородного магнитного поля. К диамагнетикам относятся медь, серебро, цинк, золото, водород и инертные газы. Для Сu =0,999995

Парамагнетики – вещества с >1, которое не зависит от напряженности магнитного поля. Зависимость  от T сильная. К ним относится платина, алюминий, кислород, воздух(=1,000003) , оксид азота и т.д.

В диамагнетике внешнее магнитное поле ослабляется, а в парамагнетике и антиферромагнетике усиливается магнитными моментами атомов. Магнитный момент атомов - образуется геометрически из магнитных моментов всех его электронов. Магнитный момент электрона состоит из магнитных моментов, обусловленных вращением вокруг ядра и вокруг собственной оси. Первый из них называется орбитальным, а второй спиновым магнитным моментом.

Сильномагнитные материалы 1 или магнетики – вещества,  которых в большей степени зависит от напряженности магнитного поля и температуры. В кристаллах магнетика существуют области (домены) и в домене магнитные моменты атомов параллельны друг другу и создают магнитный момент домена. При отсутствии внешнего магнитного поля домены магнитных моментов отдельных атомов различны, при наложении внешнего магнитного поля происходит постепенный рост числа доменов, намагниченность которых совпадает с внешним полем или близка к направлению внешнего поля.

Когда все магнитные моменты доменов сориентированы по полю, то наступает магнитное насыщение. Эти вещества широко используются в электротехнике Fe, Ni, Co и их сплавы, сплавы Cr, Mn, гадолиний.

6 Диэлектрик в электрическом поле

Основным, характерным для любого диэлектрика процессом, возникающим при воздействии на него электрического напряжения, является поляризация — ограниченное смещение связанных заря­дов или ориентация дипольных молекул.

О явлениях, обусловленных поляризацией диэлектрика, можно судить по значению диэлектрической проницаемости, а также угла диэлектрических потерь, если поляризация диэлектрика сопро­вождается рассеянием энергии, вызывающим нагрев диэлектрика. В нагреве технического диэлектрика могут участвовать содержа­щиеся в нем немногочисленные свободные заряды, обусловливаю­щие возникновение под воздействием электрического напряжения малого сквозного тока, проходящего через толщу диэлектрика и по его поверхности. Наличие сквозного тока говорит о явлении электро­проводности технического диэлектрика, численно характеризуемой значениями удельной объемной электрической проводимости и удельной поверхностной электрической проводимости, являющимися обратными соответствующим значениям удельных объемного и по­верхностного электрических сопротивлений.

Любой диэлектрик может быть использован только при напря­жениях, не превышающих предельных значений, характерных для него в определенных условиях. При напряжениях выше этих пре­дельных значений наступает пробой диэлектрика — полная потеря им электроизоляционных свойств. Значение напряжения, при котором происходит пробой ди­электрика, называется пробивным напряжением, а соответствующее значение напряженности внешнего однородного электрического поля — электрической прочностью диэлектрика.