Электропроводимость диэлектриков

Электропроводимость изоляционных материалов обуславливается состоянием вещества: газообразным, жидким или твёрдым, а также зависит от влажности и температуры окружающей среды. Некоторое влияние на проводимость диэлектриков оказывает также напряжённость поля в образце, при которой проводится изменение. При длительной работе под напряжением ток через твёрдые и жидкие диэлектрики с течением времени может уменьшаться или увеличиваться. Уменьшение тока со временем говорит о том, что электропроводимость была, обусловлена ионами посторонних примесей и уменьшалась за счет электрической очистки образца.

Увеличение тока со временем говорит об участии в нем зарядов, являющихся структурными элементами самого материала, и о протекающем в нем необратимом процессе старения напряжения, способном постепенно привести к разрушению диэлектрика.

Электропроводность газов

Газы при небольших значениях напряжённости электрического поля обладают исключительно малой проводимостью. Ток в газах может возникнуть только при наличии в них ионов или свободных электронов. Ионизация нейтральных молекул газа возникает либо под действием внешних факторов, либо вследствие соударений заряженных частиц с молекулами. Внешними факторами, вызывающими ионизацию газа, являются рентгеновскими лучи, ультрафиолетовые лучи, космические лучи, радиоактивное излучение, а также термическое воздействие (сильный нагрев газа).

Электропроводность газа, обусловленная действием внешних ионизаторов, называется несамостоятельной.

С другой стороны, особенно в разряженных газах, возможно создание электропроводности за счёт ионов, образующихся в результате соударения заряженных частиц с молекулами газа. Ударная ионизация возникает в газе в тех случаях, когда кинетическая энергия заряженных частиц, приобретаемая под действием электрического поля, достигает достаточно больших значений.

Электропроводность газа, обусловленная ударной ионизацией, носит название самостоятельной.

В слабых полях ударная ионизация отсутствует и самостоятельной электропроводности не обнаруживается. При ионизации газа, обусловленной внешними факторами, происходит расщепление молекул на положительные и отрицательные ионы. Одновременно часть положительных ионов, соединяясь с отрицательными частями, образует нейтральные молекулы - этот процесс рекомбинация.

Наличие рекомбинации препятствует безграничному росту числа ионов в газе и объясняет установление определённой концентрации ионов спустя короткое время после начала действия внешнего ионизатора.

Электропроводность жидкостей

Электропроводность жидких диэлектриков тесно связана со строением молекул жидкости. В неполярных жидкостях электропроводность зависит от наличия диссоциированных примесей, в том числе влаги; в полярных жидкостях электропроводность определяется не только примесями, но иногда и диссоциацией молекул самой жидкости. Ток в жидкости может быть обусловлен как передвижением ионов, так и перемещение относительно крупных заряженных коллоидных частиц. Очистка жидких диэлектриков от содержащихся в них примесей заметно повышает их удельное сопротивление. При длительном пропускании электрического тока через нейтральный жидкий диэлектрик также можно наблюдать возрастание сопротивления за счёт переноса свободных ионов к электродам (электрическая очистка). Удельная проводимость любой жидкости сильно зависит от температуры. С увеличением температуры возрастает подвижность ионов в связи с уменьшением вязкости и может увеличиваться степень тепловой диссоциации. Оба эти фактора повышают проводимость. Проводимость возрастает при уменьшение вязкости. При больших напряжённостях электрического поля, порядка 10-100 МВ/м, как показывает опыт, ток в жидкости не подчиняется закону Ома, что объясняется увеличением числа движущихся под влиянием поля ионов.