جميع المواد السائلة والصلبة حسب طبيعة التأثير عليها المجال الكهروستاتيكيوتنقسم إلى الموصلات وأشباه الموصلات و العوازل.
العوازل (العوازل)- المواد ذات التوصيل السيئ أو التي لا تعمل على الإطلاق كهرباء. تشمل المواد العازلة الهواء وبعض الغازات والزجاج والبلاستيك والراتنجات المختلفة وأنواع عديدة من المطاط.
إذا قمت بوضع أجسام محايدة مصنوعة من مواد مثل الزجاج أو الإيبونيت في مجال كهربائي، فيمكنك ملاحظة انجذابها لكل من الأجسام المشحونة إيجابيًا والسالبة، ولكن أضعف بكثير. ومع ذلك، عندما يتم فصل هذه الأجسام في مجال كهربائي، فإن أجزائها تصبح محايدة، مثل الجسم كله ككل.
لذلك، في مثل هذه الأجسام لا توجد جسيمات حرة مشحونة كهربائيا،قادرة على التحرك في الجسم تحت تأثير مجال كهربائي خارجي. تسمى المواد التي لا تحتوي على جسيمات حرة مشحونة كهربائيا العوازل أو العوازل.
يتم تفسير انجذاب الأجسام العازلة غير المشحونة إلى الأجسام المشحونة من خلال قدرتها على ذلك الاستقطاب.
الاستقطاب– ظاهرة إزاحة الشحنات الكهربائية المرتبطة داخل الذرات أو الجزيئات أو داخل البلورات تحت تأثير مجال كهربائي خارجي. أبسط مثال على الاستقطاب- عمل مجال كهربائي خارجي على ذرة متعادلة. في المجال الكهربائي الخارجي، يتم توجيه القوة المؤثرة على الغلاف المشحون بشحنة سالبة عكس القوة المؤثرة على القلب الموجب. تحت تأثير هذه القوى، يتم إزاحة قذيفة الإلكترون قليلا بالنسبة للنواة وتشوه. تظل الذرة محايدة بشكل عام، لكن مراكز الشحنة الإيجابية والسلبية فيها لم تعد متطابقة. يمكن اعتبار مثل هذه الذرة بمثابة نظام من شحنتين نقطيتين متساويتين في الحجم علامة المعاكس، وهو ما يسمى ثنائي القطب. 
إذا قمت بوضع لوحة عازلة بين لوحين معدنيين بشحنات ذات إشارات متضادة، فإن جميع ثنائيات القطب في العازل تحت تأثير مجال كهربائي خارجي يتبين أن لها شحنات موجبة تواجه اللوحة السالبة وشحنات سالبة تواجه اللوحة الموجبة الشحنة. تظل اللوحة العازلة محايدة بشكل عام،لكن أسطحها مغطاة بشحنات مقيدة ذات علامات متضادة.
في المجال الكهربائي، تخلق شحنات الاستقطاب على سطح العازل مجالًا كهربائيًا في الاتجاه المعاكس للمجال الكهربائي الخارجي. ونتيجة لذلك، تنخفض شدة المجال الكهربائي في العازل، لكنها لا تصبح يساوي الصفر.
تسمى نسبة معامل الشدة E 0 للمجال الكهربائي في الفراغ إلى معامل الشدة E للمجال الكهربائي في عازل متجانس ثابت العزل ɛ للمادة:
ɛ = ه 0 / ه
عندما تتفاعل شحنتان كهربائيتان في وسط مع ثابت العزل الكهربائي ɛ نتيجة لانخفاض شدة المجال بمقدار ɛ مرات قوة كولومبيتناقص أيضًا بمقدار ɛ مرات:
F ه = ك (ف 1 ف 2 / ɛr 2)
العوازل قادرة على إضعاف المجال الكهربائي الخارجي. يتم استخدام هذه الخاصية في المكثفات.
المكثفات- هذا اجهزة كهربائيةلتراكم الشحنات الكهربائية. أبسط مكثف يتكون من لوحين معدنيين متوازيين تفصل بينهما طبقة عازلة. عند نقل شحنات متساوية الحجم ومعاكسة للوحات +ف و –سيتم إنشاء مجال كهربائي بكثافة بين اللوحات ه. خارج الصفائح، يتم تعويض عمل المجالات الكهربائية الموجهة في الصفائح المشحونة بشكل معاكس بشكل متبادل، وتكون شدة المجال صفرًا. الجهد االكهربى شبين اللوحات يتناسب طرديا مع الشحنة على لوحة واحدة، وبالتالي فإن نسبة الشحن سإلى الجهد ش
ج = ف / يو
هي قيمة ثابتة للمكثف عند أي قيمة شحن س.إنه موقف معتسمى سعة المكثف .
لا تزال لديك أسئلة؟ لا أعرف ما هي العوازل الكهربائية؟
للحصول على مساعدة من المعلم -.
الدرس الأول مجاني!
blog.site، عند نسخ المادة كليًا أو جزئيًا، يلزم وجود رابط للمصدر الأصلي.
ج.أ. فوروبيوف، يو.بي. بوخولكوف، يو.د. كوروليف، ف. ميركولوف
العوازل
(منطقة ميدانية قوية)
مقهى. إيكت إلتي
وزارة التربية والتعليم في الاتحاد الروسي
جامعة تومسك البوليتكنيك
ج.أ. فوروبيوف، يو.بي. بوخولكوف،
يو.د. كوروليف، ف. ميركولوف
فيزياء العوازل
(منطقة ميدانية قوية)
دار النشر تي بي يو
يحتوي الدليل على معلومات أساسية عن الفيزياء تفريغ الغاز، بما في ذلك الترددات اللاسلكية والميكروويف والانهيار البصري. أفكار نظرية حول آلية تفكك العوازل الصلبة والسائلة وعمليات تقادمها، كما يتم عرض بعض البيانات التجريبية حول خصائص انهيارها اعتماداً على عوامل مختلفة. الدليل مخصص للطلاب في مجال "الهندسة الكهربائية والكهروميكانيكية والتكنولوجيا الكهربائية" ويمكن أن يكون مفيدًا للمتخصصين المشاركين في تصميم الهياكل ذات الجهد العالي.
المراجعين
طبيب العلوم التقنية، أستاذ تغاسو
جي جي. فولوكيتين
دكتوراه في الفيزياء والرياضيات البروفيسور TGASU
لوس أنجلوس ليسيتسينا
مقهى. إيكت إلتي
مقدمة
ومن المعروف أن جميع الموادحسب الخواص الكهربائية للتقسيمات
وتنقسم إلى الموصلات وأشباه الموصلات والعوازل. وربما تكون هذه الأخيرة هي الأقل دراسة. هناك العديد من الدراسات حول فيزياء انهيار العوازل الكهربائية. من بينها، الأكثر أهمية هي دراسات V. Franz (1961) و G.I. سكانافي (1958). لكن هذه الكتب قديمة بالفعل، ونطاقها يتجاوز نطاق البرامج التخصصات الأكاديميةالجامعات بالإضافة إلى ذلك، أصبحت هذه الكتب نادرة ببليوغرافية ولا يمكن للطلاب الوصول إليها عمليا.
هناك أيضًا كتب أ.أ. فوروبيوفا ، يو.بي. رايزر، جي.إس. كوتشينسكي، بي. سازينا، V.Ya. أوشاكوفا، يو.ن. Vershinina وغيرها، والتي تعكس القضايا الفرديةانهيار العوازل الغازية أو الصلبة أو السائلة. لذلك، لا يمكن استخدام هذه الكتب إلا من قبل الطلاب للمزيد دراسة متعمقةأقسام فردية من الدورة، ولكن ليس كوسيلة تعليمية. كتاب ج.أ. معروف على نطاق واسع. فوروبيوف (1977) حول فيزياء العوازل الكهربائية (منطقة الحقول القوية)، والتي هي مطلوبة بين الطلاب، ولكنها الآن أصبحت أيضًا نادرة ببليوغرافية ويلزم إعادة نشرها.
يعتمد الدليل المقدم على الكتاب المذكور بالفعل من تأليف ج.أ. فوروبيوف، بالإضافة إلى مواد من محاضرات دورة "فيزياء العوازل (منطقة المجال القوية)"، والتي ألقاها يو.بي. بوخولكوف وفي. ميركولوف لطلاب تخصص “تكنولوجيا العزل الكهربائي والكابلات والمكثفات” في تومسك جامعة العلوم التطبيقية. عند كتابة أقسام فردية عن انهيار الغاز، تم استخدام المواد المقدمة من Yu.D. كوروليف.
نظرا لكثرة القضايا التي تم تناولها في هذا الدليل، أثناء إعداده، شارك S.G في المشاورات. إيخانين ، بي. ترويان، ف.ف. لوباتين، يو. كوزنتسوف وآخرون، الذين شاركوا بشكل مباشر في دراسة انهيار العوازل الكهربائية والذين أعرب المؤلفون عن امتنانهم العميق.
يرجى إرسال أي تعليقات قد تكون لدى القراء عبر البريد الإلكتروني.
العنوان: 634050، تومسك، شارع لينين، 30، تي بي يو.
مقهى. إيكت إلتي
مقدمة
في تحتوي المواد العازلة، مثل المواد الأخرى، دائمًا على جسيمات مشحونة. إذا تم تطبيق مجال كهربائي ضعيف على العازل، فإن العمليات التي تحدث فيه والمرتبطة بحركة الجزيئات المشحونة لا تسبب تدميره. تشكل مثل هذه الظواهر فيزياء العوازل الكهربائية، وهي منطقة المجالات الضعيفة. إذا تم تطبيق مجال كهربائي أقوى بكثير على عازل كهربائي، حيث تتسبب الجسيمات المشحونة في نهاية المطاف في تدمير العازل الكهربائي، فإن مثل هذه الظواهر تشكل فيزياء العوازل الكهربائية، منطقة المجالات القوية. في المجالات الكهربائية القوية، تحدث ظواهر جديدة نوعيًا في العوازل الكهربائية، والتي كانت مستحيلة في المجالات الكهربائية الضعيفة. وتتميز هذه الحقول بوجود نسبة عالية الطاقة الحركيةالجسيمات المشحونة المكتسبة عند التحرك في مجال كهربائي، والتي تصبح قابلة للمقارنة مع طاقة إثارة الذرات والجزيئات وطاقة التأين الخاصة بها.
في في معظم الحالات، يؤدي المجال الكهربائي القوي جدًا إلى زيادة حادة في التوصيل الكهربائي، مما يؤدي إلى فقدان العازل الكهربائي لخصائصه العازلة الكهربائية. وتسمى هذه الظاهرة انهيار العزل الكهربائي. وفقا لغوست 21515–76، الانهيار هو ظاهرة تكوين قناة موصلة في مادة عازلة تحت تأثير المجال الكهربائي. الحد الأدنى الجهد الكهربائي، المطبق على عازل كهربائي، مما يؤدي إلى الانهيار، يسمى الانهيار ويشار إليه بـ U pr. الحد الأدنى المقابل للتوتر هو
يسمى المجال الكهربائي الطبيعي الذي يؤدي إلى انهيار العازل الكهربائي بالقوة الكهربائية (جهد الانهيار). في مجال كهربائي منتظم يساوي: E pr = U np d (حيث d -
سمك عازل). في حالة وجود مجال كهربائي غير منتظم، تكون قيمة E av. = U pr d يسمى متوسط جهد الانهيار
إن آلية تدمير العازل الكهربائي تحت تأثير المجال الكهربائي معقدة ومتنوعة للغاية ويمكن أن تستمر بشكل مختلف اعتمادًا على نوع الجهد المطبق ووقت تطبيقه ونوع العازل الكهربائي وبنيته ودرجة الحرارة وظروف الاختبار الأخرى . قد يكون هذا هو تطور تأثير التأين، وانتهاك الاستقرار الحراري وارتفاع درجة حرارة العازل الكهربائي بسبب خسائر العزل العالية، أو عمليات الشيخوخة الكهروكيميائية في ظل التعرض الطويل للمجال الكهربائي. ويمكن القول أيضًا أن انهيار العزل الكهربائي هو مزيج من العديد العمليات الفيزيائية(كهربائية، حرارية، بصرية، ميكانيكية، إلخ)، ويتم تحديد تطورها السائد من خلال آليتها.
مقهى. إيكت إلتي
إن نوع العازل الكهربائي له التأثير الأكبر على آلية الانهيار وتطورها. على سبيل المثال، يختلف تفكك العوازل الغازية والسائلة عن تحلل العوازل الصلبة في حالة عدم وجود مرحلة ثانية، أي. مراحل التدمير. تتميز هذه المرحلة بتغيرات متبقية في العزل الكهربائي ناتجة عن التدمير الحراري أو الميكانيكي، مما يؤدي إلى ظهور قناة موصلة. بعد انهيار العوازل الغازية والسائلة، لا يتم ملاحظة هذه التغييرات التي لا رجعة فيها عمليا، أي. يحدث الشفاء الذاتي لقوتها الكهربائية، ما لم يكن ذلك بالطبع تغير كيميائيمواد.
عادة ما يتسبب عطل العازل الكهربائي في حدوث حالة طوارئ للجهاز الكهربائي، ومن المهم جدًا تصميم الجهاز الكهربائي بحيث يكون بأبعاده الدنيا ولا ينهار خلال وقت التشغيل المطلوب عند تعرضه لجهد التشغيل. في الوقت نفسه، تم العثور على الظواهر المصاحبة لانهيار العوازل الكهربائية الاستخدام العمليعند تطوير تقنيات جديدة. مثل هذه الأمثلة هي استخدام تفريغ الغاز في أجهزة تفريغ الغاز، في ليزر الغاز، في الأجهزة ذات الانبعاث المتفجر، في معالجة المواد الإنشائية بالشرارة الكهربائية، أثناء تدمير النبض الكهربائي وطحنه الصخورعند الحصول على زيوت التشحيم وما إلى ذلك. وفي جميع الحالات من المهم معرفة أنماط انهيار العوازل الكهربائية.
وأكثر ما تمت دراسته هو تحلل الغازات، لذلك تم مناقشته في القسم الأول. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام العديد من الأفكار حول تفريغ الغاز على نطاق واسع لشرح انهيار المواد العازلة الصلبة والسائلة. التالي من حيث درجة الدراسة هو انهيار المواد العازلة الصلبة والسائلة، والتي تتم مناقشتها في القسمين الثاني والثالث.
على عكس كتاب ج.أ. فوروبيوف "فيزياء العوازل (منطقة الحقول القوية)"، في هذا الدليل تم زيادة حجم القسم الخاص بتصريف الغاز بشكل كبير. وقد تم تسهيل ذلك من خلال ظهور دراسة أساسية في عام 1987 عن فيزياء تصريف الغاز، نشرها Yu.P. الناهض. وتناقش قضايا الاصطدام بمزيد من التفصيل الجسيمات الذرية، مميزات تفكك الغاز في نطاقات ترددية مختلفة، مميزات تفريغ التوهج والقوس والإكليل.
تمت مراجعة جميع الأقسام المتعلقة بانهيار العوازل الصلبة مع مراعاة أهميتها من وجهة نظر المفاهيم النظرية الحديثة. تم تقليل حجم الأقسام التي يتم فيها عرض نظريات الانهيار الحراري التي وضعها Wagner, A.F. بشكل كبير. والتر ون.ن. سيمينوف ، النظرية الصارمة لـ V.A. فوكا، النظريات الكلاسيكيةالانهيار الكهربائي لروجوفسكي ويوفي ونظريات أخرى تمثل بالنسبة للجزء الاكبرمهتم بالتاريخ. حجم الأقسام التي
مقهى. إيكت إلتي
يتم عرض نظريات ميكانيكا الكم للانهيار الكهربائي للعوازل الصلبة بواسطة آلية عدم التأثير لزينر وفرينكل وفاولر ونظريات ميكانيكا الكم بواسطة آلية التأثير لـ A. Hippel وG. Fröhlich.
عند شرح آلية الانهيار الكهربائي للعوازل الصلبة في الأدبيات، هناك نظريتان: الاتجاهات العلمية. تظهر معظم البيانات التجريبية أن الانهيار الكهربائي للعوازل الصلبة يحدث نتيجة التأين الناتج عن الإلكترونات. ومع ذلك، في أعمال يو.ن. ينفي فيرشينين ومعاونوه إمكانية تطوير تأثير التأين بواسطة الإلكترونات في المواد العازلة الصلبة. لقد اقتربوا من شرح آلية الانهيار الكهربائي للعوازل الصلبة من موقع ارتفاع درجة حرارة عدم الاستقرار الكهربائي والتفجير الإلكتروني أثناء تدمير العوازل الصلبة. وتناقش هذه القضايا في قسم منفصل.
يتم تسليط الضوء في قسم منفصل على قضايا انهيار العوازل الصلبة في منطقة المجالات الكهربائية فائقة القوة (التصلب الكهربائي، والتيارات الإلكترونية والتوهج في طبقات الميكرون، والخلع والشقوق قبل الانهيار، وما إلى ذلك) في قسم منفصل وتوسيعها بشكل كبير، والتي لا تتعارض مع آلية الانهيار الكهربائي عن طريق التأين التأثيري للإلكترونات. تم تقديم أقسام حول انهيار الأفلام العازلة وأنظمة MDM المقولبة.
يتم النظر في بعض ميزات انهيار العوازل البوليمرية وفقًا لأعمال Artbauer و Stark و Garton و S.N. كولسوفا. تم توسيع القسم الخاص بالشيخوخة الكهربائية للعوازل الصلبة تحت تأثير التفريغ الجزئي وفقًا لـ G.S. كوتشينسكي وإس. كويكوفا.
تم استكمال القسم الخاص بانهيار العوازل الكهربائية السائلة ببيانات جديدة حول تطور التفريغ في السائل وتأثير الموجات فوق الصوتية على قوته الكهربائية. تؤخذ في الاعتبار ميزات وأنماط التنفيذ التفريغ الكهربائيإلى مادة عازلة صلبة مغمورة في سائل.
5.2. العوازل
في عام 1880، اكتشف الفيزيائيان الفرنسيان بيير وجاك كوري التأثير الكهرضغطي.
التأثير الكهرضغطي هو على النحو التالي. إذا تم قطع لوحة من بلورة الكوارتز (عازل الكوارتز) بطريقة معينة ووضعها بين قطبين كهربائيين، فعندما يتم ضغط لوحة الكوارتز، ستظهر شحنات متساوية الحجم ولكنها مختلفة في الإشارة على الأقطاب الكهربائية.
إذا قمت بتغيير اتجاه القوة المؤثرة على اللوحة (بدلاً من الضغط على الكوارتز، فإنها ستمتد)، فإن علامات الشحنات على الأقطاب الكهربائية تتغير أيضًا: على القطب حيث، أثناء الضغط، شحنة موجبة، عندما تمتد، سوف تظهر سلبية. في هذه الحالة، كلما زادت القوة التي تضغط أو تمد اللوحة، كلما زادت كمية الشحنات الناشئة على الأقطاب الكهربائية.
في منتصف القرن التاسع عشر. كما تم اكتشاف العوازل الكهربائية التي تظهر استقطابًا ثابتًا مشابهًا. مثل هذه العوازل الكهربائية، قياسًا على مصطلح "مغناطيس"، كانت تسمى إلكتريتات.
أكثر خاصية مميزةالإلكتريت - القدرة على الاستمرار بمفردها الأطراف المقابلةرسوم علامة مختلفة، والتي يمكن أن تستمر لفترة طويلة جدًا. لذلك، بالنسبة للإلكتريتات المصنوعة من شمع الكرنوبا ومخاليطه، هذه المرة هي سنوات، والإلكتريات الخزفية تحتفظ بشحنها لمدة عامين، والإلكتريتات المصنوعة من البوليمرات لها عمر أشهر.
شرح هذه المادة التجريبية واسعة النطاق حول الخصائص الكهربائيةأصبحت العوازل الكهربائية ممكنة عندما ظهرت نظرية تشرح بنية المواد الصلبة والروابط بين جزيئاتها الهيكلية.
هناك أجسام صلبة مراكزها موجبة و رسوم سلبيةتتطابق الذرات أو الجزيئات الفردية.
إذا تم وضع هذه المواد في مجال كهربائي، يحدث "تشوه كهربائي" للجزيئات الهيكلية، أي. تحولات المجال الكهربائي الشحنات الكهربائية، المتضمنة في العازل، من المواقع التي شغلوها في غياب المجال. لذلك، على سبيل المثال، إذا كان العازل يتكون من ذرات محايدة، ففي وجود مجال لها قذائف إلكترونيةيتم تهجيرها بالنسبة إلى النوى المشحونة إيجابيا. لو خلية بلوريةيتكون الجسم الصلب من أيونات موجبة وسالبة الشحنة، على سبيل المثال، شبكة NaCl، ثم في المجال الكهربائي يتم إزاحة الأيونات ذات العلامات المتساوية بالنسبة لبعضها البعض. نتيجة للإزاحة المرنة لكل زوج من الشحنات، يتم تشكيل نظام له عزم إضافي p=ql، ويكون العازل بأكمله مستقطبًا.
يتميز استقطاب العازل عدديًا بالعزم ثنائي القطب لكل وحدة حجم P، والتي يساوي المنتجعدد ثنائيات القطب الأولية N التي تحتوي على كل وحدة حجم من المادة، بمقدار عزم ثنائي القطب الأولي. أن عزم ثنائي القطب لوحدة حجم العازل الكهربائي يتناسب مع شدة المجال الكهربائي داخل العازل.
بالإضافة إلى العوازل غير القطبية، هناك فئة كبيرة من العوازل الكهربائية، التي تتمتع جزيئاتها بعزم ثنائي القطب حتى في حالة عدم وجود مجال كهربائي خارجي. العديد من الجزيئات التي لا تتطابق مراكز تناظرها المكونة من شحنات موجبة وسالبة مع بعضها البعض يمكن أن يكون لها عزم ثنائي القطب دائم. الممثلون النموذجيون للعازل الصلب القطبي هم الجليد الصلب حامض الهيدروكلوريك، الزجاج العضوي، الخ.
عند وضع عازل قطبي في مجال كهربائي، يتم توجيه الجزيئات القطبية بحيث تتوافق محاورها مع اتجاه خطوط شدة المجال الكهربائي. ومع ذلك، فإن الحركة الحرارية لجزيئات المادة تمنع هذا التوجه. نتيجة للعمل الميداني و الحركة الحراريةيتم إنشاء حالة توازن تكتسب فيها الجزيئات القطبية في المتوسط اتجاهًا اتجاهيًا معينًا، ويكتسب العازل الكهربائي بأكمله نتيجة لذلك عزمًا ثنائي القطب في اتجاه المجال، أي. مستقطب.
يسمى نوع الاستقطاب الذي يتم النظر فيه بالتوجه أو ثنائي القطب. في هذا النوع من الاستقطاب، على عكس استقطاب الإزاحة، تلعب درجة حرارة العازل دورًا مهمًا.
ثابت العزل الكهربائي للعوازل القطبية أكبر من العوازل غير القطبية، لأنها تظهر بشكل أساسي كلا النوعين من الاستقطاب: استقطاب الإزاحة الاتجاهي والمرن.
إذا تمت إزالة المجال الخارجي، فسيتم إزالة استقطاب العوازل القطبية وغير القطبية، أي. استقطابهم يختفي عمليا.
هناك نوع ثالث من العوازل الكهربائية التي تظهر الاستقطاب التلقائي. في هذه الحالة، داخل العازل، دون أي تأثير المجال الخارجيتنشأ مناطق مستقطبة بشكل موحد، تسمى المجالات، تلقائيًا. في حالة عدم وجود مجال خارجي، تختلف اتجاهات العزوم ثنائية القطب للمناطق. عند تطبيق مجال ما، تكون المجالات "موجهة" ويتم استقطاب العازل الكهربائي بالكامل. نظرًا لأن كل مجال لديه عزم ثنائي القطب كبير، إذن ثابت العزل الكهربائيعادةً ما تكون كمية العوازل الكهربائية كبيرة جدًا، في حدود 10 4 . وتسمى المواد العازلة من هذا النوع بالكهرباء الحديدية.
تختلف المواد الكهروضوئية عن المواد العازلة الأخرى القريبة خصائص محددة.
إذا كانت العزم ثنائي القطب لكل وحدة حجم من المادة بالنسبة للعوازل القطبية وغير القطبية يتناسب مع شدة المجال الكهربائي E، فإن هذا بالنسبة للعازل الكهربائي الشفاف الاعتماد الخطيبين P و E موجود فقط في المجالات الضعيفة (الشكل 30). مع زيادة شدة المجال، تزداد عزم ثنائي القطب P وفقًا لمنحنى AB، وعند قيمة معينة لـ E، يتوقف التغيير في عزم ثنائي القطب. هذه الحالة تسمى التشبع. في حالة التشبع، تقع جميع المجالات الكهروضوئية على طول الحقل، ولم تعد الزيادة الإضافية في المجال E تؤدي إلى زيادة في الاستقطاب. إذا بدأت بعد ذلك في تقليل شدة المجال إلى الصفر، فلن يتغير استقطاب البلورة على طول منحنى OB الأولي، ولكن على طول منحنى BD، وعند قوة مجال تساوي الصفر، ستظل البلورة مستقطبة.
وتسمى هذه الظاهرة التباطؤ العازل. يُطلق على مقدار الاستقطاب الذي يحدده المقطع OD عند E = 0 الاستقطاب المتبقي.
وبالتالي، يتم وصف اعتماد الاستقطاب على شدة المجال الكهربائي المتناوب للكهرباء الحديدية بواسطة منحنى BDFLHB، الذي يسمى حلقة التباطؤ. يمكن تحديد حجم الاستقطاب التلقائي من حلقة التباطؤ.
ومع ذلك، مع ارتفاع درجة الحرارة، تتغير خصائص المواد الفيروكهربائية، وعند درجة حرارة معينة، تسمى درجة حرارة كوري، يختفي الاستقطاب التلقائي.
تُستخدم الطاقة الكهروضوئية في تصنيع أجهزة الليزر وفي أجهزة تخزين أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية.
والتورمالين. من بين التعديلات البلورية العديدة للكوارتز، غالبًا ما يستخدم الكوارتز ذو درجة الحرارة المنخفضة، والمستقر حتى درجة حرارة 573 درجة مئوية، ككهرباء ضغطية. لقد تم استخدام الخصائص الكهروإجهادية والكهروضوئية للبلورات في التكنولوجيا لسنوات عديدة. أحد تطبيقات الكهرباء الضغطية معروف للجميع حرفيًا. هذه هي الالتقاطات الموجودة في الأقراص الدوارة لدينا والتي...
فقط إذا، على سبيل المثال، قمت بتسخين البلورة بحيث تبدأ في الذوبان. الترتيب والانتظام والدورية والتماثل في ترتيب الذرات - هذا ما يميز البلورات. في كل البلورات، في كل شيء المواد الصلبةيتم ترتيب الجسيمات بنمط منتظم وواضح، ومرتبة بنمط متكرر ومنتظم ومتماثل. وطالما أن هذا النظام موجود، فإن الجسم الصلب، البلورة، موجود. مخالفة...
تقلبات درجات الحرارة، إما مع زيادة تركيز المادة في المحلول أو الغاز، مما يؤدي إلى زيادة احتمال التقاء الجزيئات ببعضها البعض، أي إلى تكوين النوى. وهكذا، يمكن اعتبار نمو البلورات بمثابة عملية أصغر جزيئات الكريستال– الأجنة – تصل إلى أحجام مجهرية. علاوة على ذلك، لا يحدث التبلور أثناء...
من هذا يمكننا أن نستنتج أن حقيقة وجود الرواسب الغروية في الملح الأزرق وأحجامها، التي تم الحصول عليها عن طريق التحليل الطيفي البصري، يتم تأكيدها من خلال الملاحظة المباشرة للسطح المتكسر في مجهر القوة الذرية. وبالتالي، نتيجة لدراسة الامتصاص البصري للهاليت، من الممكن صنعه الاستنتاجات التالية. في العينات عديمة اللون لا توجد مراكز الألوان. باللون الأزرق ...
العازل الكهربائي هو مادة أو مادة لا تسمح عمليا بمرور التيار الكهربائي. ترجع هذه الموصلية إلى قلة عدد الإلكترونات والأيونات. تتشكل هذه الجسيمات في مادة غير موصلة فقط عندما يتم تحقيق خصائص درجة حرارة عالية. ما هو العازل الكهربائي سيتم مناقشته في هذه المقالة.
وصف
يمرر كل موصل إلكتروني أو راديوي أو أشباه موصلات أو عازل مشحون تيارًا كهربائيًا من خلال نفسه، ولكن خصوصية العازل الكهربائي هي أنه حتى عند الفولتية العالية فوق 550 فولت، سوف يتدفق تيار صغير فيه. التيار الكهربائي في العازل الكهربائي هو حركة الجزيئات المشحونة في اتجاه معين (يمكن أن يكون موجبًا أو سالبًا).
أنواع التيارات
تعتمد التوصيلية الكهربائية للعوازل على:
- تيارات الامتصاص هي التيار الذي يتدفق في العزل الكهربائي عند العاصمةحتى يصل إلى حالة التوازن، مع تغيير اتجاهه عند التشغيل وتطبيق الجهد عليه وعند إيقاف التشغيل. مع التيار المتردد، فإن الجهد الكهربي الموجود في العازل سيكون موجودًا فيه طوال الوقت الذي يكون فيه في عمل المجال الكهربائي.
- الموصلية الإلكترونية هي حركة الإلكترونات تحت تأثير المجال.
- الموصلية الأيونية هي حركة الأيونات. يوجد في محاليل الإلكتروليتات - الأملاح والأحماض والقلويات وكذلك في العديد من المواد العازلة.
- الموصلية الكهربائية للموليون هي حركة الجزيئات المشحونة التي تسمى موليون. في داخل الأنظمة الغرويةوالمستحلبات والمعلقات. وتسمى ظاهرة حركة الموليونات في المجال الكهربائي بالرحلان الكهربائي.
مصنفة حسب حالة التجميعو الطبيعة الكيميائية. وتنقسم الأولى إلى الصلبة والسائلة والغازية والصلبة. بناءً على طبيعتها الكيميائية، يتم تقسيمها إلى مواد عضوية وغير عضوية وعناصر عضوية.
حسب حالة التجميع:
- الموصلية الكهربائية للغازات.ش المواد الغازيةالموصلية الحالية منخفضة إلى حد ما. يمكن أن يحدث في وجود جسيمات مشحونة حرة، والتي تظهر نتيجة لتأثير العوامل الخارجية والداخلية والإلكترونية والأيونية: الأشعة السينية والإشعاع الإشعاعي، تصادم الجزيئات والجسيمات المشحونة، العوامل الحرارية.
- الموصلية الكهربائية للعازل السائل.عوامل الاعتماد: التركيب الجزيئي، درجة الحرارة، الشوائب، وجود شحنات كبيرة من الإلكترونات والأيونات. تعتمد الموصلية الكهربائية للعوازل السائلة إلى حد كبير على وجود الرطوبة والشوائب. يتم أيضًا إنشاء موصلية الكهرباء في المواد القطبية باستخدام سائل به أيونات منفصلة. عند مقارنة السوائل القطبية وغير القطبية، فإن الأول لديه ميزة واضحة في التوصيل. إذا قمت بتنظيف السائل من الشوائب، فإن ذلك سيساعد على تقليل خصائصه الموصلة. مع زيادة الموصلية ودرجة حرارتها، يحدث انخفاض في لزوجتها، مما يؤدي إلى زيادة حركة الأيونات.
- العوازل الصلبة.يتم تحديد الموصلية الكهربائية من خلال حركة الجسيمات العازلة المشحونة والشوائب. في حقول قويةيكشف التيار الكهربائي عن الموصلية الكهربائية.
الخصائص الفيزيائية للعوازل الكهربائية
عندما تكون المقاومة النوعية للمادة أقل من 10-5 أوم*م، فيمكن تصنيفها على أنها موصلات. إذا كان أكثر من 108 أوم * م - للعوازل. قد تكون هناك حالات عندما المقاومة النوعيةستكون أكبر بعدة مرات من مقاومة الموصل. في نطاق 10-5-108 أوم*م يوجد شبه موصل. المواد المعدنية هي موصل ممتاز للتيار الكهربائي.
من الجدول الدوري بأكمله، تم تصنيف 25 عنصرًا فقط على أنها غير معدنية، و12 منها قد يكون لها خصائص أشباه الموصلات. ولكن، بالطبع، بالإضافة إلى المواد الموجودة في الجدول، هناك العديد من السبائك أو التركيبات أو مركبات كيميائيةمع خاصية موصل أو أشباه الموصلات أو عازل. وبناءً على ذلك، فمن الصعب رسم خط محدد للمعنى مواد مختلفةمع مقاوماتهم. على سبيل المثال، عند عامل درجة حرارة منخفضة، سوف تتصرف أشباه الموصلات مثل العازل الكهربائي.
طلب
إن استخدام المواد غير الموصلة واسع النطاق للغاية، لأنها واحدة من أكثر فئات المكونات الكهربائية شيوعًا. لقد أصبح من الواضح تمامًا أنه يمكن استخدامها نظرًا لخصائصها النشطة و شكل سلبي.
في شكلها السلبي، يتم استخدام خصائص العوازل الكهربائية للاستخدام في المواد العازلة الكهربائية.
في النموذج النشطيتم استخدامها في مجال الطاقة الكهروضوئية، وكذلك في المواد المستخدمة في بواعث الليزر.
العوازل الأساسية
تشمل الأنواع الشائعة ما يلي:
- زجاج.
- ممحاة.
- زيت.
- أسفلت.
- بورسلين.
- كوارتز.
- هواء.
- الماس.
- ماء نقي.
- بلاستيك.
ما هو العازل السائل؟
ويحدث هذا النوع من الاستقطاب في مجال التيار الكهربائي. تُستخدم المواد السائلة غير الموصلة في تكنولوجيا صب المواد أو تشريبها. هناك 3 فئات من العوازل السائلة:
الزيوت البترولية شديدة اللزوجة وفي الغالب غير قطبية. وغالبا ما تستخدم في المعدات ذات الجهد العالي: المياه ذات الجهد العالي. هو عازل غير قطبي. لقد وجد زيت الكابلات تطبيقًا في تشريب الأسلاك الورقية العازلة بجهد يصل إلى 40 كيلو فولت، وكذلك الطلاءات المعدنية بتيار يزيد عن 120 كيلو فولت. يحتوي زيت المحولات على بنية أنقى من زيت المكثف. هذا النوعتلقى عازل استخدام واسعفي الإنتاج، على الرغم من التكلفة العالية مقارنة بالمواد والمواد التناظرية.
ما هو العازل الاصطناعي؟ حاليًا، يتم حظره في كل مكان تقريبًا بسبب سميته العالية، حيث يتم إنتاجه على أساس الكربون المكلور. والعازل السائل، الذي يعتمد على السيليكون العضوي، آمن وصديق للبيئة. هذا النوع لا يسبب صدأ المعدن وله خصائص استرطابية منخفضة. هناك عازل مسال يحتوي على مركب الفلور العضوي، والذي يحظى بشعبية خاصة بسبب عدم قابليته للاشتعال، الخصائص الحراريةوالاستقرار التأكسدي.
والرأي الأخير هو الزيوت النباتية. وهي عبارة عن عوازل قطبية ضعيفة، وتشمل الكتان، والخروع، والتونغ، والقنب. زيت الخروع ساخن للغاية ويستخدم في المكثفات الورقية. الزيوت المتبقية قابلة للتبخر. التبخر فيها ليس بسبب التبخر الطبيعي، بل تفاعل كيميائيتسمى البلمرة. تستخدم بنشاط في المينا والدهانات.
خاتمة
ناقش المقال بالتفصيل ما هو العازل الكهربائي. تم ذكرها أنواع مختلفةوخصائصهم. وبطبيعة الحال، من أجل فهم دقة خصائصها، سيتعين عليك دراسة قسم الفيزياء عنها بمزيد من التعمق.
الهيئات العازلة
الهيئات العازلة
وبخلاف ذلك، فإن العوازل، أي الأجسام التي لا توصل الكهرباء، ليست موصلة.
قاموس كامل كلمات اجنبيةوالتي دخلت حيز الاستخدام في اللغة الروسية - بوبوف م., 1907 .
الهيئات العازلة
الكهرباء غير الموصلة، العوازل.
, 1907 .
العوازل أو الأجسام العازلة
وبشكل عام جميع الأجسام التي تكون موصلة للكهرباء سيئة وتعمل على عزل الموصلات؛ على وجه الخصوص، يشير هذا الاسم إلى النظارات الزجاجية أو الخزفية المستخدمة. على خط التلغرافلعزل السلك عند النقاط التي يتم ربطها بالأعمدة.
قاموس الكلمات الأجنبية المدرجة في اللغة الروسية - بافلينكوف ف., 1907 .
تعرف على ما هي "الأجسام العازلة" في القواميس الأخرى:
الاسم الذي أطلقه مايكل فاراداي على الأجسام التي لا توصل الكهرباء، أو التي تكون سيئة التوصيل، مثل الهواء والزجاج والراتنجات المختلفة والكبريت وما إلى ذلك. وتسمى هذه الأجسام أيضًا بالعوازل. قبل بحث فاراداي، الذي تم إجراؤه في 30... ...
الاسم الذي أطلقه مايكل فاراداي على الأجسام غير الموصلة للكهرباء، أو بمعنى آخر سيئة التوصيل للكهرباء، مثل الهواء والزجاج والراتنجات المختلفة والكبريت وما إلى ذلك. وتسمى هذه الأجسام أيضًا بالعوازل. قبل بحث فاراداي في الثلاثينيات... موسوعة بروكهاوس وإيفرون
رديئة التوصيل للكهرباء ولذلك تستخدم في عزل الموصلات. قاموس الكلمات الأجنبية المدرجة في اللغة الروسية. Chudinov A.N., 1910. العوازل أو الأجسام العازلة بشكل عام، جميع الأجسام سيئة التوصيل... ... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية
المواد التي لا توصل الكهرباء بشكل جيد. مصطلح "د." (من الكلمة اليونانية diá عبر والإنجليزية electric electric) قدمها M. Faraday (انظر فاراداي) لتعيين المواد التي تخترق من خلالها المجالات الكهربائية. في أي مادة.... الموسوعة السوفيتية الكبرى
موجات قصيرة جدًا- تم استخدامها لأول مرة في علاج شليفاك. التيارات المتناوبة، المستخدمة في الإنفاذ الحراري، تتميز بتردد يتراوح بين 800000 إلى 1 مليون ذبذبة في الثانية وطول موجة يبلغ 300400 متر. وفي الوقت الحاضر، توجد تيارات بتردد 10 ... الموسوعة الطبية الكبرى
كهربائي- 3.45 كهربائي [إلكتروني، إلكتروني قابل للبرمجة]؛ E/E/PE (كهربائي/إلكتروني/إلكتروني قابل للبرمجة؛ E/E/PE) يعتمد على الكهرباء و/أو الإلكترونية و/أو القابلة للبرمجة التكنولوجيا الالكترونية. مصدر … كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني
القاموس الموسوعي F. بروكهاوس وآي. إيفرون
أحد أقسام الدراسة الظواهر الكهربائيةوالذي يتضمن دراسات توزيع الكهرباء بشرط توازنها على الأجسام وتحديدها القوى الكهربائية، والتي تنشأ في هذه الحالة. تم وضع أساس E. من خلال العمل... ... القاموس الموسوعي ف. بروكهاوس وآي. إيفرون
الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية ويكيبيديا
الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية المجال المغناطيسي للملف اللولبي الكهرباء المغناطيسية الكهرباء الساكنة قانون كولوم ... ويكيبيديا
كتب
- فيزياء الحالة الصلبة للمهندسين. درس تعليمي. جريف من المؤسسة التعليمية للجامعات الروسية، جورتوف فاليري ألكسيفيتش. الكتاب المدرسي عبارة عن عرض تقديمي منهجي ويمكن الوصول إليه لدورة الفيزياء صلبيحتوي على العناصر الأساسية لفيزياء المادة المكثفة وتطبيقاتها على...
- المبادئ الأساسية لعمليات الترسيب الكيميائي للأغشية والهياكل للإلكترونيات النانوية، فريق المؤلفين. تعرض الدراسة نتائج تطور عمليات ترسيب البخار الكيميائي للمعادن والأغشية العازلة باستخدام مواد أولية متطايرة غير تقليدية...