Материаловедение и материалы электронных средств. Фролова Т.Н. - 20 стр.

UptoLike

Составители: 

20
где действительная часть ε представляет собой относительную диэлектри-
ческую проницаемость, а мнимая часть ε′ = ε·tgδкоэффициент диэлек-
трических потерь.
Минимальное напряжение U
пр
, приводящее к образованию в диэлек-
трике электропроводящего канала, называется пробивным напряжением.
Электрическая прочность, то есть способность диэлектрика сохранять
высокое удельное сопротивление, характеризуется напряженностью элек-
трического поля при пробое изоляции в однородном электрическом поле
dUE /
прпр
= , В/м, (2.24)
где U
пр
пробивное напряжение, В; dтолщина диэлектрика, м. Электри-
ческая прочность не является фундаментальным параметром материала.
Различают следующие механизмы пробоя диэлектриков: электрический,
электротепловой, электрохимический, поверхностный, ионизационный.
В режиме, близком к электрическому пробою, зависимость удельной
проводимости от напряженности поля описывается эмпирической форму-
лой Пуля
()
E
10
exp
β
γ
=
γ
, (2.25)
а в некоторых случаях формулой Френкеля
()
E
20
exp βγ=γ , (2.26)
где γ
0
удельная проводимость в области независимости γ от E, β
1
, β
2
ко-
эффициенты, характеризующие материал.
Задачи
2.1.
Нормально вектору напряженности однородного электрического
поля E
0
= 100 В·м
-1
расположена пластина изотропного диэлектрика с ди-
электрической проницаемостью ε = 2. Определить: а) напряженность поля
E и электрическое смещение (электрическую индукцию) D внутри пласти-
ны; б) поляризованность диэлектрика P и поверхностную плотность свя-
занных зарядов σ.
Решение
а) Среднее макроскопическое электрическое поле E в диэлектрике в ε
раз меньше внешнего: E = 100/2 = 50 В·
м
-1
. Для большинства диэлектриков
поляризованность пропорциональна напряженности поля:
() ()
1012
0
1042,450121085,81
==εε= EP , Кл·м
-2
.
где действительная часть ε представляет собой относительную диэлектри-
ческую проницаемость, а мнимая часть ε′ = ε·tgδ – коэффициент диэлек-
трических потерь.
      Минимальное напряжение Uпр, приводящее к образованию в диэлек-
трике электропроводящего канала, называется пробивным напряжением.
Электрическая прочность, то есть способность диэлектрика сохранять
высокое удельное сопротивление, характеризуется напряженностью элек-
трического поля при пробое изоляции в однородном электрическом поле
                            Eпр = U пр / d , В/м,                (2.24)
где Uпр – пробивное напряжение, В; d – толщина диэлектрика, м. Электри-
ческая прочность не является фундаментальным параметром материала.
Различают следующие механизмы пробоя диэлектриков: электрический,
электротепловой, электрохимический, поверхностный, ионизационный.
     В режиме, близком к электрическому пробою, зависимость удельной
проводимости от напряженности поля описывается эмпирической форму-
лой Пуля
                            γ = γ 0 exp(β1E ) ,                   (2.25)
а в некоторых случаях формулой Френкеля
                                                 (
                                  γ = γ 0 exp β 2 E , )                              (2.26)
где γ0 – удельная проводимость в области независимости γ от E, β1, β2 – ко-
эффициенты, характеризующие материал.

                                        Задачи

      2.1. Нормально вектору напряженности однородного электрического
поля E0 = 100 В·м-1 расположена пластина изотропного диэлектрика с ди-
электрической проницаемостью ε = 2. Определить: а) напряженность поля
E и электрическое смещение (электрическую индукцию) D внутри пласти-
ны; б) поляризованность диэлектрика P и поверхностную плотность свя-
занных зарядов σ.
      Решение
      а) Среднее макроскопическое электрическое поле E в диэлектрике в ε
раз меньше внешнего: E = 100/2 = 50 В·м-1. Для большинства диэлектриков
поляризованность пропорциональна напряженности поля:
         P = ε 0 (ε − 1)E = 8,85 ⋅ 10 −12 ⋅ (2 − 1) ⋅ 50 = 4,42 ⋅ 10 −10 , Кл·м-2.



                                            20