Физика твердого тела - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЮФУ | Ростов-на-Дону

Составители: 

Рубрика: 

13
(джоулевой теплоты) в области течения тока по диэлектрику и теплоотвода Q
отр.
из этой области в окружающую среду, находящуюся при температуре T
0
. Так как
удельная электропроводность σ диэлектрика возрастает с температурой T
быстрее, чем линейно:
σ ~ exp (- A / T ), (15)
то кривая теплоприхода (по закону Джоуля-Ленца) задается формулой
Q
пол.
(T ) ~ E
2
σ
0
exp (- A / T ). (16)
При E
1
< E
пр
кривая (16) пересекает прямую теплоотвода Q
отр.
~ α(T – T
0
) – (закон
Фурье) в двух точках, А и В (смотри рисунок 6). Точка А соответствует
реализуемому устойчивому равновесию, а точка В – неустойчивому, которое на
практике не встречается. При росте напряженности поля E температура T, при
которой достигается устойчивое равновесное состояние (точка А), становится
больше. Напряженность поля, при которой кривая теплоприхода Q
пол.
(T) касается
прямой теплоотвода Q
отр.
(T) – точка С, и есть электрическая прочность E
пр
материала (смотри рисунок 6). Когда E>E
пр
, теплоприход не уравновешивается
теплоотводом, поэтому температура диэлектрика неудержимо возрастает. Еще
быстрее возрастает удельная электропроводность (так как все большее число
электронов может преодолеть запрещенную зону). Это схема теплового
механизма электропробоя диэлектриков.
Следует заметить, что пробой диэлектрика при тепловом пробое
происходит там, где хуже всего теплоотдача, при этом электрическая прочность
Е
пр
при тепловом пробое уменьшается:
− при увеличении температуры диэлектрика;
− при увеличении времени выдержки образца под напряжением;
− при увеличении толщины диэлектрика из-за ухудшения теплоотвода от
внутренних слоев
.

Страницы