Материалы электроники и электротехники. Королёв А.П - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Сопротивление диэлектрика, заключённого между двумя электродами, при постоянном напряжении можно вычислить
по формуле:
∑
−
=
полярут
диэл
II
U
R
,
где
∑
поляр
I
– суммарный ток, вызванный поляризацией диэлектрика.
У твёрдых изоляционных материалов различают
объёмную и поверхностную электропроводности.
Для сравнительной оценки объёмной и поверхностной электропроводности разных материалов используют также
удельное объёмное ρ и удельное поверхностное ρ
S
сопротивления.
Удельное объёмное сопротивление ρ численно равно сопротивлению куба с ребром в 1 м, мысленно выделенного из
исследуемого материала, если ток проходит через две противоположные грани этого куба; ρ выражают в Ом⋅м; 1 Ом⋅м
=100⋅Ом⋅см.
В случае плоского образца материала при однородном поле удельное объёмное сопротивление рассчитывают по
формуле:
h
S
R
=ρ ,
где ρ – объёмное сопротивление, Ом;
S – площадь электрода, м
2
; h – толщина образца, м.
Удельное, поверхностное сопротивление ρ
S
численно равно сопротивлению квадрата (любых размеров), мысленно
выделенного на поверхности материала, если ток проходит через две противоположные стороны этого квадрата (ρ
S
выражают в омах):
l
d
R
SS
=ρ ,
где
R
S
– поверхностное сопротивление образца материала между параллельно поставленными электродами шириной d,
отстоящими друг от друга на расстоянии l.
По удельному объёмному сопротивлению можно определить удельную объёмную проводимость γ
= 1/ρ и
соответственно удельную поверхностную проводимость γ
S
= l/(ρ
S
).
Полная проводимость твёрдого диэлектрика, соответствующая его сопротивлению
R
диэл
, складывается из объёмной и
поверхностной проводимостей.
Электропроводность диэлектриков зависит от их агрегатного состояния, а также от влажности и температуры
окружающей среды.
При длительной работе под напряжением сквозной ток через твёрдые или жидкие диэлектрики с течением времени
может уменьшаться или увеличиваться. Уменьшение сквозного тока со временем говорит о том, что электропроводность
материала была обусловлена ионами посторонних примесей и уменьшалась за счёт электрической очистки образца.
Увеличение тока со временем свидетельствует об участии в нём зарядов, которые являются структурными элементами
самого материала, и о протекающем в диэлектрике необратимом процессе старения под напряжением, способным
постепенно привести к разрушению – пробою диэлектрика.
4.5. ПРОБОЙ ДИЭЛЕКТРИКОВ
Диэлектрик, находясь в электрическом поле, может потерять свойства изоляционного материала, если напряжённость
поля превысит некоторое критическое значение. Явление образования проводящего канала в диэлектрике под действием
электрического поля называют пробоем.
Минимальное приложенное к диэлектрику напряжение, приводящее к его пробою, называют
пробивным
напряжением U
пp
.
Предпробойное состояние диэлектрика характеризуется резким возрастанием тока, отступлением от закона Ома в
сторону увеличения проводимости. Формально за пробивное принимают такое напряжение, при котором
dI/dU→∞, т.е.
дифференциальная проводимость становится бесконечно большой (рис. 4.4). Значение пробивного напряжения зависит от
толщины диэлектрика
h и формы электрического поля, обусловленной конфигурацией электродов и самого диэлектрика.
Поэтому оно характеризует не столько свойства материала, сколько способность конкретного образца противостоять
сильному электрическому полю. Для сравнения свойств различных материалов более удобной характеристикой является
электрическая прочность. Электрической прочностью называют минимальную напряжённость однородного электрического
поля, приводящую к пробою диэлектрика:
E
пр
= U
пр
/h.

Страницы