Контрольная работа

1. Какие токи протекают в диэлектрике?

Любой радиотехнический материал – проводник, полупроводник или диэлектрик – проводит электрический ток. Но в диэлектриках протекают токи очень малой величины, если даже они находятся под воздействием большого напряжения (500 В и выше).

В реальном диэлектрике за счет несовершенства структуры и наличия примесей имеется незначительное число свободных носи­телей зарядов, перемещение которых под действием электрического поля создает ток сквозной проводимости или же ток утечки (I_ск).

Смещение связанных зарядов обусловливает поляризацион­ные токи или токи смещения, называемые токами абсорбции (I_аб). Они возникают только в момент включения и выключения внешнего электрического поля. В переменном электрическом поле токи смещения имеют место при изменении фазы напряженности внешнего поля, т.е. все время, пока приложено это поле.

Величина и называется подвижностью носителей заряда. Она равна скорости направленного движения носителя в электрическом поле единичной напряженности.

Носителями зарядов могут быть электроны (дырки), ионы и молионы - заряженные группы молекул (коллоидные частицы). В связи с этим различают электронную, ионную и молионную электропроводности.

Электронная электропроводность характерна для проводников (металлов), полупроводников и относительно реже встречается у диэлектриков.

Ионная электропроводность наблюдается у кристаллических диэлектриков за счет ионов самого вещества или ионов примесей. Однако она особенно характерна для аморфных веществ – смол, лаковых пленок, компаундов, стекол, а также для жидких диэлектриков. Прохождение ионных токов сопровождается явлением электролиза, т.е. переносом вещества с образованием вблизи электродов новых химических веществ. Это явление используется при нанесении различных покрытий.

Молионная электропроводность по своей физической сущности довольно близка к ионной и наблюдается в коллоидных системах, представляющих собой смесь двух веществ (фаз), одно из которых в виде макроскопических частиц находится во взвешенном состоянии в другом веществе. Из коллоидных систем наиболее часто в электроизоляционной технике используются эмульсии (обе фазы - жидкости) и суспензии (одна фаза - твердое вещество, другая - жидкость). При приложении внешнего поля молионы приходят в движение, и процесс сопровождается явлением электрофореза, который отличается от электролиза тем что не происходит образование новых веществ, а лишь меняется концентрация одной фазы в другой за счет осаждения молионов на электродах. Примером практического использования электрофореза является покрытие металлических предметов каучуком, смолами из их суспензий.

Молионная электропроводность наблюдается у жидких лаков и компаундов, увлажненных масел и т.д.

Пробой диэлектрика. Электрическим пробоем называют явление, приводящее к длительному или кратковременному образованию в диэлектрике канала с высокой электропроводностью. Естественно, что в этом случае диэлектрик теряет электроизоляционные свойства. Значе­ние напряжения, при котором происходит пробой, называет­ся пробивным напряжением U_пp, а соответствующая ему напряжен­ность поля Е_пр - электрической прочностью диэлектрика, имеющей размерность [В/м].