Site Loader

Содержание

Проектируем электрику вместе: Проводники и диэлектрики. Полупроводники

Сопротивление проводников. Проводимость. Диэлектрики. Применение проводников и изоляторов. Полупроводники.

Физические вещества многообразны по своим электрическим свойствам. Наиболее обширные классы вещества составляют проводники и диэлектрики.

Проводники

Основная особенность проводников – наличие свободных носителей зарядов, которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему вещества.
Как правило, к таким веществам относятся растворы солей, расплавы, вода (кроме дистиллированной), влажная почва, тело человека и, конечно же, металлы.

Металлы считаются наиболее хорошими проводниками электрического заряда.
Есть также очень хорошие проводники, которые не являются металлами.
Среди таких проводников лучшим примером является углерод.

Все проводники обладают такими свойствами, как сопротивление
и проводимость. Ввиду того, что электрические заряды, сталкиваясь с атомами или ионами вещества, преодолевают некоторое сопротивление своему движению в электрическом поле, принято говорить, что проводники обладают электрическим сопротивлением (R).
Величина, обратная сопротивлению, называется проводимостью (G).

G = 1/ R

То есть, проводимостьэто свойство или способность проводника проводить электрический ток.
Нужно понимать, что хорошие проводники представляют собой очень малое сопротивление потоку электрических зарядов и, соответственно, имеют высокую проводимость. Чем лучше проводник, тем больше его проводимость. Например, проводник из меди имеет б

ольшую проводимость, чем проводник из алюминия, а проводимость серебряного проводника выше, чем такого же проводника из меди.

Диэлектрики

В отличие от проводников, в диэлектриках при низких температурах нет свободных электрических зарядов. Они состоят из нейтральных атомов или молекул. Заряженные частицы в нейтральном атоме связаны друг с другом и не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика.

К диэлектрикам относятся, в первую очередь, газы, которые проводят электрические заряды очень плохо. А также стекло, фарфор, керамика, резина, картон, сухая древесина, различные пластмассы и смолы.

Предметы, изготовленные из диэлектриков, называют изоляторами. Надо отметить, что диэлектрические свойства изоляторов во многом зависят от состояния окружающей среды. Так, в условиях повышенной влажности (вода является хорошим проводником) некоторые диэлектрики могут частично терять свои диэлектрические свойства.

О применении проводников и изоляторов

Как проводники, так и изоляторы широко применяются в технике для решения различных технических задач.

К примеру, все электрические провода в доме выполнены из металла (чаще всего медь или алюминий). А оболочка этих проводов или вилка, которая включается в розетку, обязательно выполняются из различных полимеров, которые являются хорошими изоляторами и не пропускают электрические заряды.

Нужно отметить, что понятия «проводник» или «изолятор» не отражают качественных характеристик: характеристики этих материалов в действительности находятся в широком диапазоне – от очень хорошего до очень плохого.
Серебро, золото, платина являются очень хорошими проводниками, но это дорогие металлы, поэтому они используются только там, где цена менее важна по сравнению с функцией изделия (космос, оборонка).
Медь и алюминий также являются хорошими проводниками и в то же время недорогими, что и предопределило их повсеместное применение.

Вольфрам и молибден, напротив,  являются плохими проводниками и по этой причине не могут использоваться в электрических схемах (будут нарушать работу схемы), но высокое сопротивление этих металлов в сочетании с тугоплавкостью предопределило их применение в лампах накаливания и высокотемпературных нагревательных элементах.

Изоляторы также есть очень хорошие, просто хорошие  и плохие. Связано это с  тем, что в реальных диэлектриках также есть свободные электроны, хотя их очень мало. Появление свободных зарядов даже в изоляторах обусловлено тепловыми колебаниями электронов: под воздействием высокой температуры некоторым электронам все-таки удается оторваться от ядра и изоляционные свойства диэлектрика при этом ухудшаются. В некоторых диэлектриках свободных электронов больше и качество изоляции у них, соответственно, хуже. Достаточно сравнить, например, керамику и картон.

Самым лучшим изолятором является идеальный вакуум, но он практически не достижим на Земле. Абсолютно чистая вода также будет отличным изолятором, но кто-нибудь видел ее в реальности? А вода с наличием каких-либо примесей уже является достаточно хорошим проводником.
Критерием качества изолятора является соответствие его функциям, которые он должен выполнять в данной схеме. Если диэлектрические свойства материала таковы, что любая утечка через него ничтожно мала (не влияет на работу схемы), то такой материал считается хорошим изолятором.

 
Полупроводники

Существуют вещества, которые по своей проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками.
Такие вещества называют полупроводниками. Они отличаются от проводников сильной зависимостью проводимости электрических зарядов от температуры, а также от концентрации примесей и могут иметь свойства, как проводников, так и диэлектриков.

В отличие от металлических проводников, у которых с ростом температуры проводимость уменьшается, у полупроводников проводимость растет  с увеличением температуры, а сопротивление, как величина обратная проводимости — уменьшается.

При низких температурах сопротивление полупроводников, как видно из  рис. 1, стремится к бесконечности.
Это значит, что при температуре абсолютного нуля полупроводник не имеет свободных носителей в зоне проводимости и в отличие от проводников ведёт себя, как диэлектрик.
При увеличении температуры, а также при добавлении примесей (легировании) проводимость полупроводника растет и он приобретает свойства проводника. 

Рис. 1. Зависимость сопротивлений проводников и полупроводников от температуры

Примерами классических полупроводников

являются такие химические элементы, как кремний (Si) и германий (Ge). Более подробно об этих элементах читайте в статье «О проводимости полупроводников».

Статьи по теме: 1. Что такое электрический ток?
                            2. Постоянный и переменный ток
                            3. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона
                            4. Направление электрического тока
                            5. О скорости распространения электрического тока
                           

6. Электрический ток в жидкостях 
                            7. Проводимость в газах
                            8. Электрический ток в вакууме
                            9. О проводимости полупроводников

Внимание!
Всех интересующихся практической электротехникой приглашаю на страницы своего нового сайта «Электрика для дома». Сайт посвящен основам электротехники и электричества с акцентом на домашние электрические установки и процессы, в них происходящие.

Диэлектрики в науке и в быту

  1. Главная
  2. Электротехнические материалы
  3. Диэлектрики

Диэлектрики — это вещества, которые не проводят электрический ток, до определенной поры. При определенных условиях проводимость в них зарождается. Этими условиями выступают механические, тепловые — в общем, энергетические виды воздействий. Кроме диэлектриков, вещества также классифицируются на проводники и полупроводники.

Чем отличаются диэлектрики от проводников и полупроводников

Теоретическую разницу между этими тремя видами материалов можно представить, и я это сделаю, на рисунке ниже:

Рисунок красивый, знакомый со школьной скамьи, но что-то практическое из него не особо вытянешь. Однако, в этом графическом шедевре четко определена разница между проводником, полупроводником и диэлектриком.

И отличие это в величине энергетического барьера между валентной зоной и зоной проводимости.

В проводниках электроны находятся в валентной зоне, но не все, так как валентная зона — это самая внешняя граница. Точно, это как с мигрантами. Зона проводимости пуста, но рада гостям, так как у неё полно для них свободных рабочих мест в виде свободных энергетических зон. При воздействии внешнего электрического поля, крайние электроны приобретают энергию и перемещаются в свободные уровни зоны проводимости. Это движение мы еще называем электрическим током.

В диэлектриках и проводниках всё аналогично, за исключением того, что имеется “забор” — запрещенная зона. Эта зона расположена между валентной и зоной проводимости. Чем больше эта зона, тем больше энергии требуется для преодоления электронами этого расстояния. У диэлектриков величина зоны больше, чем у полупроводников. Этому есть даже условие: если дЭ>3Эв (электронвольт) — то это диэлектрик, в обратном случае дЭ

В данной статье речь далее пойдет только о диэлектриках. И раз уж мы чуть углубились в науку, то поговорим далее о свойствах и величинах, которые характеризуют эти электротехнические материалы в общем.

Виды и типы диэлектриков

Классификация диэлектриков довольна обширная. Тут встречаются жидкие, твердые и газообразные вещества. Далее они делятся по определенным признакам. Ниже приведена условная классификация диэлектриков с примерами в форме списка.

  • газообразные
    • — полярные
    • — неполярные (воздух, элегаз)
  • жидкие
  • твердые
    • — центросимментричные
      • — аморфные
        • — смолы, битумы (эпоксидная смола)
        • — стекла
        • — неупорядоченные полимеры
      • — поликристаллы
        • — нерегулярные кристаллы
        • — керамика
        • — упорядоченные полимеры
        • — ситаллы
      • — монокристаллы
        • — молекулярные
        • — ковалентные
        • — ионные
          • — параэлектрики смещения
          • — параэлектрики „порядок-беспорядок”
        • — дипольные
      • — нецентросимментричные
        • — монокристаллы
          • — пироэлектрики
            • — сегнетоэлектрики смещения
            • — сегнетоэлектрики „порядок-беспорядок”
            • — линейные пироэлектрики
          • — пьезоэлектрики
            • — с водородными связями
            • — ковалентные
            • — ионные
        • — текстуры
          • — электронных дефектов
          • — ионных дефектов
          • — полярных молекул
          • — макродиполей
          • — сегнетоэлектрических доменов
          • — кристаллов в матрице

Если брать жидкие и газообразные диэлектрики, то основная классификация лежит в вопросе полярности. Разница в симметричности молекул. В полярных молекулы несимметричны, в неполярных — симметричны. Несимметричные молекулы называются диполями. В полярных жидкостях проводимость настолько велика, что их невозможно использовать в качестве изоляционных веществ. Поэтому для этих целей используют неполярные, тоже трансформаторное масло. А наличие полярных примесей даже в сотых долях значительно снижает планку пробоя и негативно сказывается на изоляционных свойствах неполярных диэлектриков.

кристаллы представляют собой нечто среднее между жидкостью и кристаллом, как следует из названия.

Еще популярным вопросом о свойствах и применении жидких диэлектриков будет следующий: вода — диэлектрик или проводник? В чистой дистиллированной воде отсутствуют примеси, которые могли бы вызвать протекание тока. Чистую воду можно создать в лабораторных, промышленных условиях. Эти условия сложны и трудновыполнимы для обычного человека. Есть простой способ проверить проводит ли дистиллированная вода ток.

Создать электрическую цепь (источник тока — провод — вода — провод — лампочка — другой провод — источник тока), в которой одним из участков для протекания тока будет сосуд с дистиллированной водой. При включении схемы в работу, лампочка не загорится — следовательно ток не проходит. Ну а если загорится, значит вода с примесями.

Поэтому любая вода, которую мы встречаем: из крана, в озере, в ванной — будет проводником за счет примесей, которые создают возможность для протекания тока. Не купайтесь в грозу, не работайте влажными руками с электричеством. Хотя чистая дистиллированная вода — полярный диэлектрик.

Для твердых диэлектриков классификация в основном лежит в вопросе активности и пассивности что ли. Если свойства постоянны, то диэлектрик используют в качестве изоляционного материала, то есть он пассивен. Если свойства меняются, в зависимости от внешних воздействий (тепло, давление), то этот диэлектрик применяют для других целей. Бумага является диэлектриком, если вода пропитана водой — то ток проводится и она проводник, если бумага пропитана трансформаторным маслом — то это диэлектрик.

Фольгой называют тонкую металлическую пластину, металл — как известно является проводником. В продаже имеется например ПВХ-фольга, тут слово фольга для наглядности, а слово ПВХ — для понимания смысла — ведь ПВХ это диэлектрик. Хотя в википедии — фольгой называется тонкий лист металла.

Аморфные жидкости — это и смола, и стекло, и битум, и воск. При повышении температуры этот диэлектрик тает, это замороженные вещества — это дикие определения, которые характеризуют лишь одну грань правды.

Поликристаллы — это, как бы сросшиеся кристаллы, объединенные в один кристалл. Например, соль.

Монокристалл — это цельный кристалл, в отличие от вышеупомянутого поликристалла имеющий непрерывную кристаллическую решетку.

Пьезоэлектрики — диэлектрики, у которых при механическом воздействии (растяжении-сжатии), возникает процесс ионизации. Применяется в зажигалках, детонаторах, УЗИ-обследовании.

Пироэлектрики — при изменении температуры в этих диэлектриках происходит самопроизвольная поляризация. Также она происходит при механическом воздействии, то есть пироэлектрики являются еще и пьезоэлектриками, но не наоборот. Примерами служат янтарь и турмалин.

Физические свойства диэлектриков

Чтобы оценить качество и степень пригодности диэлектрика, необходимо как-то описать его параметры. Если следить за этими параметрами, то можно вовремя предотвратить аварию, заменив элемент на новый с допустимыми параметрами. Этими параметрами выступают: поляризация, электропроводность, электрическая прочность и диэлектрические потери. Для каждого из этих параметров существует своя формула и постоянная величина, в сравнении с которой производится заключение о степени пригодности материала.


Главными электрическими свойствами диэлектриков являются поляризация (смещение зарядов) и электропроводность (способность проводить электрический ток) Смещение связанных зарядов диэлектрика или их ориентация в электрическом поле называется поляризацией. Это свойство диэлектрических материалов характеризуется относительной диэлектрической проницаемостью ε. При поляризации на поверхности диэлектрика образуются связанные электрические заряды.

В зависимости от типа диэлектрика поляризация может быть: электронной, ионной, дипольно-релаксационной, спонтанной. Более подробно про их свойства на инфографике ниже.


Под электропроводностью понимают способность диэлектрика проводить электрический ток. Ток, протекающий в диэлектрике называется током утечки. Ток утечки состоит из двух составляющих — тока абсорбционного и тока сквозного. Сквозные токи обусловлены наличием свободных зарядов в диэлектрике, абсорбционный ток — поляризационными процессами до момента установления равновесия в системе.

Величина электропроводности зависит от температуры, влажности и количества свободных носителей заряда.

При увеличении температуры электропроводность диэлектриков увеличивается, а сопротивление падает.

Зависимость от влажности вновь возвращает нас к классификации диэлектриков. Ведь, неполярные диэлектрики не смачиваются водой и на изменение влажности им нет дела. А у полярных диэлектриков при увеличении влажности повышается содержание ионов, и электропроводность увеличивается.

Проводимость диэлектрика состоит из поверхностной и объемной проводимостей. Известно понятие удельной объемной проводимости, обозначается буквой сигма σ. А обратная величина называется удельное объемной сопротивление и обозначается буквой ро ρ.

Резкое увеличение проводимости в диэлектрике при возрастании напряжения может привести к электрическому пробою. И аналогично, если сопротивление изоляции падает, значит изоляция не справляется со своей задачей и необходимо применять меры. Сопротивление изоляции состоит из поверхностного и объемного сопротивлений.


Под диэлектрическими потерями в диэлектриках понимают потери тока внутри диэлектрика, которые рассеиваются в виде тепла. Для определения этой величины вводят параметр тангенс дельта tgδ. δ — угол, дополняющий до 90 градусов, угол между током и напряжением в цепи с емкостью.

Диэлектрические потери бывают: резонансные, ионизационные, на электропроводность, релаксационные. Теперь подробнее поговорим про каждый тип.


Электрическая прочность это отношение пробивного напряжения к расстоянию между электродами (или толщина диэлектрика). Эта величина определяется минимальной величиной напряженности электрического поля, при которой произойдет пробой.

Пробой может быть электрическим (ударная ионизация, фотоионизация), тепловым (большие диэлектрические потери, следовательно много тепла, и обугливание с оплавлением может произойти) и электрохимическим (в результате образования подвижных ионов).

И в конце таблица диэлектриков, как же без нее.

В таблице выше приведены данные по электрической прочности, удельному объемному сопротивлению и относительной диэлектрической проницаемостью для различных веществ. Также тангенс угла диэлектрических потерь не обошли стороной.

Глава 19. Проводники и диэлектрики в электрическом поле

В школьном курсе физики есть раздел, посвященный электрическим свойствам проводников и диэлектриков и их поведению во внешнем электрическом поле. В необходимый минимум знаний по этому вопросу входит понимание явления электростатической индукции и его механизмов в проводниках и диэлектриках, а также умение находить в простейших ситуациях индуцированные в проводниках и диэлектриках заряды. Кратко рассмотрим эти вопросы.

В состав атомов входят заряженные частицы (электроны и протоны). Поэтому любое тело содержит огромное количество зарядов. Число протонов и число электронов в составе незаряженного тела одинаково, заряженное тело содержит разные количества протонов и электронов.

В зависимости от того, являются ли заряды внутри тела свободными или связанными, все вещества делятся на проводники, диэлектрики (или изоляторы) и полупроводники. В проводниках электрические заряды могут свободно перемещаться, и потому такие тела проводят электрический ток. К проводникам относятся все металлы, в которых носителями заряда являются «оторвавшиеся» от атомов валентные электроны (свободные электроны), а также растворы электролитов (кислот, щелочей и солей), в которых перемещаются положительные и отрицательные ионы.

В диэлектриках все заряды «привязаны» к покоящимся атомам и не могут перемещаться. Поэтому диэлектрики не проводят электрический ток. К диэлектрикам, например, относятся: газы, пластмассы, эбонит, резина, дистиллированная вода.

Вещества, занимающие по своей проводимости промежуточное положение между проводниками и диэлектриками, называются полупроводниками. Типичными полупроводниками являются кристаллические германий и кремний. В полупроводниках свободные носители заряда есть, но их мало. Не следует, однако, думать, что полупроводники являются просто «плохими» проводниками или «плохими» изоляторами. Промежуточная проводимость полупроводников приводит ко многим необычным их свойствам, которые отличают полупроводники как от проводников, так и от диэлектриков. С этими свойствами связаны многие применения полупроводников в технике.

При помещении проводника в электрическое поле свободные носители заряда внутри проводника перемещаются и на его поверхности образуются области положительного и отрицательного заряда. Такое явление разделения зарядов в проводнике под действием внешнего электрического поля называется электростатической индукцией или поляризацией проводника. В результате поляризации электрическое поле в пространстве изменяется и становится равным сумме внешнего поля и поля индуцированных зарядов. Можно доказать, что перемещение зарядов в проводнике будет происходить до тех пор, пока суммарное поле внутри проводника не станет равным нулю, а на его поверхности — перпендикулярным поверхности.

Такое свойство проводника позволяет находить индуцированные на его поверхности заряды. Для этого нужно ввести эти заряды как некоторые неизвестные величины, затем найти поле, создаваемое этими зарядами и суммарное поле, равное векторной сумме внешнего поля и поля индуцированных зарядов, приравнять суммарное поле внутри проводника к нулю. Решение полученного уравнения и позволит найти индуцированные заряды.

В диэлектрике поляризация также происходит, однако механизмы этого явления — другие. Как правило, молекулы диэлектрика являются полярными, т.е. какая-то область молекулы заряжена положительно, какая-то — отрицательно. При помещении диэлектрика во внешнее поле молекулы поворачиваются, и на определенные участки поверхности диэлектрика «выходят» своими положительными областями, на другие — отрицательными. В результате на поверхности диэлектрика образуются области положительного и отрицательного заряда, но при разрезании диэлектрика (в отличие от разрезания проводника) получившиеся части будут незаряженными. Благодаря поляризации диэлектрика поле в нем ослабляется, но не становится равным нулю. Характеристика диэлектрика , которая показывает, во сколько раз ослабляется поле в нем, называется диэлектрической проницаемостью.

Рассмотрим в рамках данного фактического материала задачи первой части.

В задаче 19.1.1 из нижеперечисленного списка веществ проводником электрического тока является металл — свинец (ответ 3).

В задаче 19.1.2 диэлектриком является мел (ответ 1; алюминий и железо — металлы, т.е. проводники тока, в водопроводной воде растворены различные соли в таком количестве, что она является прекрасным проводником электрического тока).

Как отмечалось ранее, при внесении металлического тела в электрической поле (задача 19.1.3) на поверхности тела индуцируются электрические заряды, сумма которых равна нулю. Все остальные предложенные ответы неверны: для приобретения электрического заряда телу нужно сообщить или забрать у него электроны, заряды не могут индуцироваться в объеме проводника — их невозможно там удержать.

Взаимодействие между зарядом и незаряженным диэлектрическим телом возникает (задача 19.1.4), причем это взаимодействие –— притяжение (ответ 2). Это взаимодействие возникает благодаря поляризации: из-за ориентации молекул диэлектрика часть поверхности тела, обращенная к заряду, приобретает заряд противоположного знака, дальняя от заряда часть поверхности тела — заряд того же знака (см. рисунок).

Поэтому возникнет две силы — притяжение близких участков и отталкивание дальних. Но поскольку индуцированные заряды — одинаковы по величине, а кулоновское взаимодействие убывает с ростом расстояния, притяжение сильнее отталкивания, и тело будет притягиваться к заряду.

Как указывалось во введении к настоящей главе, части металлического тела, внесенного в электрическое поле и разрезанного там (задача 19.1.5) будут заряжены. Поскольку направление вектора напряженности совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд, часть будет заряжена положительно, часть — отрицательно (ответ 2). Если тело является диэлектриком, то его части будут незаряженными (задача 19.1.6 — ответ 1).

После соединения проводником (задача 19.1.9) два металлических тела и соединяющий проводник будут представлять собой единое проводящее тело. Поэтому потенциалы любых точек этого тела должны быть одинаковы. Следовательно, выровняются потенциалы сфер (ответ 1).

В задачах с заземлением (задача 19.1.10) рассматривается следующая модель Земли: это проводящий шар с размерами, много большими размеров любых тел, имеющихся в задаче. Поэтому для потенциала Земли можно использовать формулу (18.8), которая для любых зарядов, с которыми мы имеем дело, дает нулевой результат. Поэтому при заземлении тела его потенциал становится равным нулю (ответ 2).

Сила взаимодействия противоположных электрических зарядов при внесении между ними диэлектрической пластинки (задача 19.2.1) увеличится (ответ 2). Действительно, в поле зарядов на поверхности пластинки будут индуцироваться заряды: ближе к положительному — минусы, ближе к отрицательному — плюсы (см. рисунок). В результате на каждый точечный наряду с той же самой силой притяжения к другому заряду (а она, конечно, не меняется, ведь принцип суперпозиции говорит о том, что все заряды взаимодействуют независимо) будут действовать две дополнительные силы. Это будет сила притяжения к зарядам того же знака и отталкивания от зарядов противоположного. А поскольку заряды противоположного знака ближе, сила притяжения будет больше. Возникновение дополнительной силы, направленной к пластинке, будет восприниматься как увеличение силы притяжения.

Как отмечалось выше (задача 19.1.7) потенциал электрического поля во всех точках проводящего тела одинаков. Поэтому можно ввести понятие потенциала проводящего тела, который определяется как потенциал электрического поля в любой точке этого тела. Поэтому для потенциала металлического шара из задачи 19.2.2 имеем , где , — заряд шара, — его радиус. Потенциал поля шара на расстоянии двух радиусов от его поверхности и, следовательно, трех радиусов от центра шара равен , т.е. одной трети от потенциала шара. Отсюда находим В (ответ 2).

Потенциал каждой капли ртути (задача 19.2.3) равен , где , — заряд капли, — ее радиус. После слияния заряд большой капли равен , а радиус , где — число капель (последнее следует из того, что объем большой капли равен сумме объемов капель). Отсюда находим потенциал большой капли

(ответ 2).

Поскольку после соединения шары будут представлять собой единое металлическое тело (задача 19.2.4), то заряд разделится между ними так, что потенциалы шаров будут одинаковы. Поэтому для зарядов шаров и выполнено условие

Отсюда находим (ответ 4).

Согласно принципу суперпозиции потенциал каждой точки складывается из потенциала, создаваемого в этой точке всеми зарядами. Поэтому потенциалы и внутренней и внешней сферы (задача 19.2.5) создаются зарядами внутренней и внешней сфер. А поскольку потенциал в любой точке внутри сферы определяется ее радиусом сферы (см. (18.8)), получаем

Аналогично находим потенциал внешней сферы

Отсюда находим

(ответ 3).

Чтобы найти разность потенциалов между двумя проводниками нужно мысленно перенести пробный заряд с одного из них на другой, найти работу, совершаемую электрическим полем при этом, разделить работу на величину пробного заряда. В задаче 19.2.6 между пластинками будет однородное поле с напряженностью . Поэтому работа поля над пробным зарядом при его перемещении с одной пластинки на другую есть . С другой стороны, работа поля следующим образом связана с разностью потенциалов . Отсюда находим разность потенциалов пластин

(ответ 3).

Поскольку напряженность поля между двумя параллельными пластинками, заряженными одинаковым зарядом равна нулю (см. задачу 18.2.8), то при перенесении пробного заряда с одной пластины на другую поле не совершает работу. Следовательно, разность потенциалов между такими пластинками в задаче 19.2.7 равна нулю (ответ 4).

В задаче 19.2.8 заряды распределятся только по внешней поверхности полого шара (если бы весь заряд или какая-то его часть находилась на внутренней поверхности, то в объеме проводника было бы электрическое поле, чего быть не должно). А поскольку заряд, расположенный на поверхности сферы, создает поле только снаружи этой сферы, то напряженность будет отлична от нуля только в области 3. Поэтому правильный ответ в задаче — 4.

В задаче 19.2.9 заряды индуцируются и на внешней и на внутренней поверхностях полого шара, причем их сумма равна нулю. Результирующее поле будет создаваться центральным зарядом и индуцированными зарядами, которые, фактически, представляют собой равномерно заряженные сферы. А поскольку поле сферы равно нулю внутри этой сферы, то суммарное поле в полости (в области 1) равно полю точечного заряда, т.е. не равно нулю. Внутри металлического тела (в области 2) поле равно нулю, как и внутри любого проводника. Снаружи шара поля индуцированных зарядов компенсируют друг друга, поэтому суммарное поле равно полю точечного заряда, т.е. не равно нулю. Поэтому правильный ответ в этой задаче — 2.

В задаче 19.2.10 на внешней и внутренней поверхности сферической оболочки будут индуцироваться такие заряды, что суммарное поле (внешнее плюс поле индуцированных зарядов) внутри оболочки будет равняться нулю. Пусть на внутренней поверхности будет индуцирован заряд — , тогда на внешней поверхности будет индуцирован заряд . Поле внутри оболочки (в области 2) будет создаваться только точечным зарядом и зарядами внутренней поверхности (заряд внешней поверхности благодаря ее сферичности в этой области электрического поля не создает). С другой стороны это поле равно нулю. Отсюда заключаем, что заряд внутренней поверхности оболочки противоположен по знаку центральному точечному заряду и равен ему по величине . Следовательно, заряд внешней поверхности оболочки центральному заряду (ответ 1).

Проводники, изоляторы и полупроводники — ООО «УК Энерготехсервис»

В электричестве выделяют три основных группы материалов – это проводники, полупроводники и диэлектрики. Основным их отличием является возможность проводить ток. В этой статье мы рассмотрим, чем отличаются эти виды материалов и как они ведут себя в электрическом поле.

Что такое проводник

Вещество, в котором присутствуют свободные носители зарядов, называют проводником. Движение свободных носителей называют тепловым. Основной характеристикой проводника является его сопротивление (R) или проводимость (G) – величина обратная сопротивлению.

  • G=1/R
  • Говоря простыми словами – проводник проводит ток.

К таким веществам можно отнести металлы, но если говорить о неметаллах то, например, углерод – отличный проводник, нашел применение в скользящих контактах, например, щетки электродвигателя. Влажная почва, растворы солей и кислот в воде, тело человека – тоже проводит ток, но их электропроводность зачастую меньше, чем у меди или алюминия, например.

Металлы являются отличными проводниками, как раз таки благодаря большому числу свободных носителей зарядов в их структуре. Под воздействием электрического поля заряды начинают перемещаться, а также перераспределяться, наблюдается явление электростатической индукции.

Что такое диэлектрик

Диэлектриками называют вещества, которые не проводят ток, или проводят, но очень плохо. В них нет свободных носителей зарядов, потому что связь частиц атома достаточно сильная, для образования свободных носителей, поэтому под воздействием электрического поля тока в диэлектрике не возникает.

Газ, стекло, керамика, фарфор, некоторые смолы, текстолит, карболит, дистиллированная вода, сухая древесина, резина – являются диэлектриками и не проводят электрический ток. В быту диэлектрики встречаются повсеместно, например, из них делаются корпуса электроприборов, электрические выключатели, корпуса вилок, розеток и прочее. В линиях электропередач изоляторы выполняются из диэлектриков.

Однако, при наличии определенных факторов, например повышенный уровень влажности, напряженность электрического поля выше допустимого значения и прочее – приводят к тому, что материал начинает терять свои диэлектрические функции и становится проводником. Иногда вы можете слышать фразы типа «пробой изолятора» — это и есть описанное выше явление.

Если сказать кратко, то основными свойствами диэлектрика в сфере электричества являются электроизоляционные. Именно способность препятствовать протеканию тока защищает человека от электротравматизма и прочих неприятностей. Основной характеристикой диэлектрика является электрическая прочность – величина равная напряжению его пробоя.

Что такое полупроводник

Полупроводник проводит электрический ток, но не так как металлы, а при соблюдении определенных условий – сообщении веществу энергии в нужных количествах.

Это связано с тем, что свободных носителей (дырок и электронов) зарядов слишком мало или их вовсе нет, но если приложить какое-то количество энергии – они появятся. Энергия может быть различных форм – электрической, тепловой.

Также свободные дырки и электроны в полупроводнике могут возникать под воздействием излучений, например в УФ-спектре.

Где применяются полупроводники? Из них изготавливают транзисторы, тиристоры, диоды, микросхемы, светодиоды и прочее. К таким материалам относят кремний, германий, смеси разных материалов, например арсенид-галия, селен, мышьяк.

Чтобы понять, почему полупроводник проводит электрический ток, но не так как металлы, нужно рассматривать эти материалы с точки зрения зонной теории.

Зонная теория

Зонная теория описывает наличие или отсутствие свободных носителей зарядов, относительно определенных энергетических слоев. Энергетическим уровнем или слоем называют количество энергии электронов (ядер атомов, молекул – простых частиц), их измеряют в величине Электронвольты (ЭВ).

  1. На изображении ниже показаны три вида материалов с их энергетическими уровнями:

Обратите внимание, что у проводника энергетические уровни от валентной зоны до зоны проводимости объединены в неразрывную диаграмму. Зона проводимости и валентная зоны накладываются друг на друга, это называется зоной перекрытия.

В зависимости от наличия электрического поля (напряжения), температуры и прочих факторов количество электронов может изменяться.

Благодаря вышеописанному, электроны могут передвигаться в проводниках, даже если сообщить им какое-то минимальное количество энергии.

У полупроводника между зоной валентности и зоной проводимости присутствует определенная запрещенная. Ширина запрещенной зоны описывает, какое количество энергии нужно сообщить полупроводнику, чтобы начал протекать ток.

У диэлектрика диаграмма похожа на ту, которая описывает полупроводники, однако отличие лишь в ширине запрещенной зоны – она здесь во много раз большая. Различия обусловлены внутренним строением и вещества.

Мы рассмотрели основные три типа материалов и привели их примеры и особенности. Главным их отличием является способность проводить ток.

Поэтому каждый из них нашел свою сферу применения: проводники используются для передачи электроэнергии, диэлектрики – для изоляции токоведущих частей, полупроводники – для электроники.

Надеемся, предоставленная информация помогла вам понять, что собой представляют проводники, полупроводники и диэлектрики в электрическом поле, а также в чем их отличие между собой.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Наверняка вы не знаете:

Проводники и диэлектрики. Полупроводники

Сопротивление проводников. Проводимость. Диэлектрики. Применение проводников и изоляторов. Полупроводники.

Физические вещества многообразны по своим электрическим свойствам. Наиболее обширные классы вещества составляют проводники и диэлектрики.

Проводники


Основная особенность проводников – наличие свободных носителей зарядов, которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему вещества.
Как правило, к таким веществам относятся растворы солей, расплавы, вода (кроме дистиллированной), влажная почва, тело человека и, конечно же, металлы.

Металлы считаются наиболее хорошими проводниками электрического заряда.

Есть также очень хорошие проводники, которые не являются металлами. Среди таких проводников лучшим примером является углерод. Все проводники обладают такими свойствами, как сопротивление и проводимость. Ввиду того, что электрические заряды, сталкиваясь с атомами или ионами вещества, преодолевают некоторое сопротивление своему движению в электрическом поле, принято говорить, что проводники обладают электрическим сопротивлением (R).
Величина, обратная сопротивлению, называется проводимостью (G).

G = 1/ R

То есть, проводимость – это свойство или способность проводника проводить электрический ток.

Нужно понимать, что хорошие проводники представляют собой очень малое сопротивление потоку электрических зарядов и, соответственно, имеют высокую проводимость. Чем лучше проводник, тем больше его проводимость. Например, проводник из меди имеет большую проводимость, чем проводник из алюминия, а проводимость серебряного проводника выше, чем такого же проводника из меди.

Диэлектрики


В отличие от проводников, в диэлектриках при низких температурах нет свободных электрических зарядов. Они состоят из нейтральных атомов или молекул. Заряженные частицы в нейтральном атоме связаны друг с другом и не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика.

К диэлектрикам относятся, в первую очередь, газы, которые проводят электрические заряды очень плохо. А также стекло, фарфор, керамика, резина, картон, сухая древесина, различные пластмассы и смолы.

Предметы, изготовленные из диэлектриков, называют изоляторами. Надо отметить, что диэлектрические свойства изоляторов во многом зависят от состояния окружающей среды. Так, в условиях повышенной влажности (вода является хорошим проводником) некоторые диэлектрики могут частично терять свои диэлектрические свойства.

О применении проводников и изоляторов


Как проводники, так и изоляторы широко применяются в технике для решения различных технических задач.

К примеру, все электрические провода в доме выполнены из металла (чаще всего медь или алюминий). А оболочка этих проводов или вилка, которая включается в розетку, обязательно выполняются из различных полимеров, которые являются хорошими изоляторами и не пропускают электрические заряды.

Нужно отметить, что понятия «проводник» или «изолятор» не отражают качественных характеристик: характеристики этих материалов в действительности находятся в широком диапазоне – от очень хорошего до очень плохого.

Серебро, золото, платина являются очень хорошими проводниками, но это дорогие металлы, поэтому они используются только там, где цена менее важна по сравнению с функцией изделия (космос, оборонка). Медь и алюминий также являются хорошими проводниками и в то же время недорогими, что и предопределило их повсеместное применение. Вольфрам и молибден, напротив,  являются плохими проводниками и по этой причине не могут использоваться в электрических схемах (будут нарушать работу схемы), но высокое сопротивление этих металлов в сочетании с тугоплавкостью предопределило их применение в лампах накаливания и высокотемпературных нагревательных элементах.

Изоляторы также есть очень хорошие, просто хорошие  и плохие. Связано это с  тем, что в реальных диэлектриках также есть свободные электроны, хотя их очень мало.

Появление свободных зарядов даже в изоляторах обусловлено тепловыми колебаниями электронов: под воздействием высокой температуры некоторым электронам все-таки удается оторваться от ядра и изоляционные свойства диэлектрика при этом ухудшаются.

В некоторых диэлектриках свободных электронов больше и качество изоляции у них, соответственно, хуже. Достаточно сравнить, например, керамику и картон.

Самым лучшим изолятором является идеальный вакуум, но он практически не достижим на Земле. Абсолютно чистая вода также будет отличным изолятором, но кто-нибудь видел ее в реальности? А вода с наличием каких-либо примесей уже является достаточно хорошим проводником.

Критерием качества изолятора является соответствие его функциям, которые он должен выполнять в данной схеме. Если диэлектрические свойства материала таковы, что любая утечка через него ничтожно мала (не влияет на работу схемы), то такой материал считается хорошим изолятором.
 

Полупроводники


Существуют вещества, которые по своей проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками.
Такие вещества называют полупроводниками. Они отличаются от проводников сильной зависимостью проводимости электрических зарядов от температуры, а также от концентрации примесей и могут иметь свойства, как проводников, так и диэлектриков.

В отличие от металлических проводников, у которых с ростом температуры проводимость уменьшается, у полупроводников проводимость растет  с увеличением температуры, а сопротивление, как величина обратная проводимости — уменьшается.

При низких температурах сопротивление полупроводников, как видно из  рис. 1, стремится к бесконечности.

Это значит, что при температуре абсолютного нуля полупроводник не имеет свободных носителей в зоне проводимости и в отличие от проводников ведёт себя, как диэлектрик. При увеличении температуры, а также при добавлении примесей (легировании) проводимость полупроводника растет и он приобретает свойства проводника. 

Рис. 1. Зависимость сопротивлений проводников и полупроводников от температуры

Примерами классических полупроводников являются такие химические элементы, как кремний (Si) и германий (Ge). Более подробно об этих элементах читайте в статье «О проводимости полупроводников».

Что такое проводник и диэлектрик?

Все материалы, существующие в природе, различаются своими электрическими свойствами. Таким образом, из всего многообразия физических веществ в отдельные группы выделяются диэлектрические материалы и проводники электрического тока. 

  • Что представляют собой проводники?
  • Проводник – это такой материал, особенностью которого является наличие в составе свободно передвигающихся заряженных частиц, которые распространены по всему веществу. 
  • Проводящими электрический ток веществами являются расплавы металлов и сами металлы, недистиллированная вода, раствор солей, влажный грунт, человеческое тело.

Металл – это самый лучший проводник электрического тока. Также и среди неметаллов есть хорошие проводники, например, углерод. 

Все, существующие в природе проводники электрического тока, характеризуются двумя свойствами:

  • показатель сопротивления;
  • показатель электропроводности.

Сопротивление возникает из-за того, что электроны при движении испытывают столкновение с атомами и ионами, которые являются своеобразным препятствием. Именно поэтому проводникам присвоена характеристика электрического сопротивления. Обратной сопротивлению величиной является электропроводность. 

Электропроводность – это характеристика (способность) физического вещества проводить ток. Поэтому свойствами надежного проводника являются низкое сопротивление потоку движущихся электронов и, следовательно, высокая электропроводность. То есть, лучший проводник характеризуется большим показателем проводимости.  

Например кабельная продукция: медный кабель обладает большей электропроводностью по сравнению с алюминиевым.

Что представляют собой диэлектрики?

Диэлектрики – это такие физические вещества, в которых при заниженных температурах отсутствуют электрические заряды. В состав таких веществ входят лишь атомы нейтрального заряда и молекулы. Заряды нейтрального атома имеют тесную связь друг с другом, поэтому лишены возможности свободного перемещения по всему веществу. 

Самым лучшим диэлектриком является газ. Другие непроводящие электрический ток материалы – это стеклянные, фарфоровые, керамические изделия, а также резина, картон, сухое дерево, смолы и пластмассы. 

Диэлектрические предметы – это изоляторы, свойства которых главным образом зависимы от состояния окружающей атмосферы. Например, при высокой влажности некоторые диэлектрические материалы частично лишаются своих свойств. 

Проводники и диэлектрики широко используются в сфере электротехники для решения различных задач. 

Например, вся кабельно-проводниковая продукция изготавливается из металлов, как правило, из меди или алюминия. Оболочка проводов и кабелей полимерная, также, как и вилках всех электрических приборов. Полимеры – отличные диэлектрики, которые не допускают пропуска заряженных частиц. 

Серебряные, золотые и платиновые изделия – очень хорошие проводники. Но их отрицательная характеристика, которая ограничивает использование, состоит в очень высокой стоимости.

Поэтому применяются такие вещества в сферах, где качество гораздо важнее цены, которая за него уплачивается (оборонная промышленность и космос). 

Медные и алюминиевые изделия также являются хорошими проводниками, при этом имеют не столь высокую стоимость. Следовательно, использование медных и алюминиевых проводов распространено повсеместно. 

Вольфрамовые и молибденовые проводники имеют менее хорошие свойства, поэтому используются в основном в лампочках накаливания и нагревательных элементах высокой температуры. Плохая электропроводность может существенно нарушить работу электросхемы. 

Диэлектрики также различаются между собой своими характеристиками и свойствами. Например, в некоторых диэлектрических материалах также присутствуют свободные электрически заряды, пусть и в небольшом количестве.

Свободные заряды возникают из-за тепловых колебаний электронов, т.е. повышение температуры все-таки в некоторых случаях провоцирует отрыв электронов от ядра, что понижает изоляционные свойства материала.

Некоторые изоляторы отличаются большим числом «оторванных» электронов, что говорит о плохих изоляционных свойствах. 

Самый лучший диэлектрик – полный вакуум, которого очень трудно добиться на планете Земля. 

Полностью очищенная вода также имеет высокие диэлектрические свойства, но таковой даже не существует в реальности. При этом стоит помнить, что присутствие каких-либо примесей в жидкости наделяет ее свойствами проводника. 

Главный критерий качества любого диэлектрического материала – это степень соответствия возложенным на него функциям в конкретной электрической схеме. Например, если свойства диэлектрика таковы, что утечка тока совсем незначительная и не приносит никакого ущерба работе схемы, то диэлектрик является надежным. 

Что такое полупроводник?

Промежуточное место между диэлектриками и проводниками занимают полупроводники. Главное отличие проводников заключается в зависимости степени электропроводности от температуры и количества примесей в составе. При том материалу свойственны характеристики и диэлектрика, и проводника. 

С ростом температуры электропроводность полупроводников растет, а степень сопротивления при этом падает. При понижении температуры сопротивление стремится к бесконечности. То есть, при достижении нулевой температуры полупроводники начинают вести себя как изоляторы. 

Полупроводниками являются кремний и германий.

Статья по теме: Электрический ток и его скорость

ПОИСК

    Химия играет важную роль в решении энергетической проблемы (химические источники тока гальванические и топливные элементы, аккумуляторы), в создании соответствующих материалов для электротехнической промышленности и атомной энергетики (проводники и изоляторы полупроводники материалы и горючее для атомных реакторов и т. п.). [c.182]

    Изолятор, полупроводник Полупроводник, 2,7 Металл [c.202]

    В зависимости от структуры атомов и симметрии кристаллической решетки валентная зона и зона проводимости могут перекрывать рис. 75, б) пли не перекрывать друг друга (рис. 75, а). В последнем лучае между зонами имеется энергетический разрыв, именуемый запрещенной зоной.

В соответствии с характером расположения и заполнения зон вещества являются диэлектриками изоляторами), полупроводниками и проводниками (металлами). Ширина запрещенной зоны Af диэлектриков составляет более 3 эВ, полупроводников — от 0,1 до 3 эВ.

В металлических кристаллах вследствие перекрывания зон запрещенная зона отсутствует. [c.116]

    Изолятор Полупроводник Металл [c.634]

    Расположение зон (ближе или дальше друг от друга) и их заполненность электронами обусловливают свойства кристалла как диэлектрика (изолятора), полупроводника и проводника. При условии перекрывания валентной зоны и зоны проводимости вещество ведет себя как проводник.

Если зоны не перекрываются, достаточно далеко удалены друг от друга и валентная зона полностью заполнена электронами, вещество проявляет свойства диэлектрика. Энергетический разрыв между зоной проводимости и валентной зоной называется запрещенной зоной.

Количественно способность веществ проводить электрический ток оценивается по ширине запрещенной зоны Е. У диэлектриков ширина запрещенной зоны выше 3 эВ, у полупроводников от 3 до 0,1 эВ и у проводников (металлов) запрещенная зона отсутствует, АЕ=0 (рис. 4.15).

[c.182]

    Остановимся теперь на том, как зонная теория определяет различия между изоляторами, полупроводниками и металлами.

Будем считать структуру полос квазинепрерывной и введем функцию с (е) — энергетическую плотность состояний [с (е) с1е — число квантовых состояний в интервале значений энергии электрона от е до е + с1г].

Для электронов в кристалле эта функция имеет вид, схематически представленный на рис. 26, а. На рис. 26, б для сопоставления дана кривая [c.186]

    Система функций Фг(г) не полна. Поэтому для нахождения всех решений уравнения Шредингера нужно исходить из нескольких пробных функций, выбранных так, чтобы совокупность всех решений образовывала полную систему. В зависимости от того, будет ли при этом валентная зона отделена от зоны проводимости более или менее широким интервалом или перекрываться с ней, цепь будет изолятором, полупроводником или металлом. [c.127]

    Все сказанное позволяет следующим образом конкретизировать влияние носителя химическая природа носителя оказывает решающее влияние на адсорбционное равновесие между активными центрами и исходными веществами, но свойства самого АПС не зависят от носителя, будь то изолятор, полупроводник или проводник. [c.125]

    Схема расположения энергетических уровней в диэлектрике (изоляторе), полупроводнике и проводнике (металле) показана на рис. 1.

Косой штриховкой изображены заполненные уровни электронов, прочно связанные с решеткой твердого тела, а прямой — свободные уровни электронов, или уровни проводимости.

Электроны проводимости свободно передвигаются но всему кристаллу и служат переносчиками электрического тока. Металлы обладают наибольшим количеством электронов проводимости. [c.192]

    В соответствии с характером расположения и заполнения зон вещества могут быть диэлектриками изоляторами), полупроводниками и проводниками металлами). У диэлектриков ширина запрещенной зоны кЕ составляет более 3 эв, у полупроводников от 0,1 до 3 эв. В металлических кристаллах вследствие перекрывания валентной зоны и зоны проводимости запрещенная зона отсутствует. [c.134]

    Каждая из этих серий может быть разграничена по признаку полупроводимости окислов, а именно для первой реакции полупроводники /0-типа>изоляторы> полупроводники л-типа для второй реакции р-полупроводники>п-полупровод-ники>изоляторы. Кроме того, закономерности активностей этих окислов могут быть также поняты с точки зрения граничного электронного слоя при хемосорбции на них кислорода. [c.80]

    Одним из способов уменьшения экстракции является создание структуры типа металл—изолятор—полупроводник. Фишер предложил нанести на поверхность кристалла селенида цинка пленку фтористого цинка, который имеет очень широкую запрещенную зону 78].

Пленка была получена путем кипячения во фтористоводородной кислоте, насыщенной фтористым цинком. На пленку наносили металлический контакт с большой работой выхода чем выше была работа выхода, тем при меньших напряжениях можно было наблюдать свечение. [c.

47]

    Итак, полимерные тела, построенные на основе ковалентных связей, занимают среднее положение между ионными солями и металлами, причем переход от одного класса соединений к другому происходит постепенно по мере увеличения степени ионности или металлического характера связи. В табл. 6 приведены значения удельного сопротивления и ширины запрещенной зоны при комнатной температуре для изоляторов, полупроводников и проводников электричества, а также для взятых в качестве примера элементов IV группы периодической системы. [c.46]

    Изолятор. . . Полупроводник Проводник. . Алмаз. . . . Кремний. . . Германий. . . Олово (серое) Олово (белое) [c.47]

    Металлы, изоляторы, полупроводники. Зонная структура энергетического спектра электронов объясняется применением квантовой теории к твердому телу. Однако к зонной модели можно прийти и иным путем. [c.20]

    Дальнейший прогресс в физике твердого тела связан с развитием зонной теории твердых тел — изоляторов, полупроводников и металлов [165—177]. [c.203]

    Согласно выражению (1.49) при увеличении температуры ширина запрещенной зоны уменьшается из-за увеличения концентрации носителей тока. Это увеличение ведет к уменьшению искажения, что в свою очередь еще уменьшает запрещенную зону и т.д., пока запрещенная зона окончательно не захлопнется.

Выше некоторой критической температуры Тс А О)/К, значение которой зависит от АДО) и силы электрон-фононного взаимодействия К), искажение решетки полностью исчезает. Помимо наблюдаемых при Т = Тс кристаллографических изменений данное соединение будет проявлять фазовый переход изолятор (полупроводник) — металл (рис. 1.37).

[c.53]

    Для хорошего функционирования ИСПТ между проводниками к электроду сравнения и к полупроводниковой подложке должно быть приложено достаточно высокое входное напряжение Ус.

Это вызвано тем, что разность потенциалов между поверхностью и внутренней областью подложки должна быть достаточно велика для образования проводящего канала п-типа на границе раздела изолятор — полупроводник. Этот капал служит проводником между коллектором 1 и эмиттером 2 электронов, которые связаны с полупроводником посредством р—п-перехода.

При наложении напряжения между коллектором и эмиттером в коллекторе начинает протекать потребляемый ток /о. В определенных условиях потребляемый ток является [c.89]

    Жидкости и твердые тела по электропроводности могут быть разделены на следующие категории изоляторы, полупроводники, проводники с ионной проводимостью, металлические проводники, сверхпроводники. [c.134]

    В соответствии с характером расположения и заполнения зон вещества являются диэлектриками (изоляторами), полупроводниками и проводниками (металлами). Шащна запрещенной зоны АЕ диэлектриков составляет более 3 эв, полупроводников — от 0,1 эв до [c.149]

    Разумеется, все это не могло не отразиться на свойствах полученного кремния. Но стоило тщательно очистить его от посторонних примесей, помочь ему стать самим собой, II самый обыкновенный элемент Земли предстал перед учеными в совершенно новом качестве.

Он оказался полупроводником, веществом, электронная проводимость которого значительно меньше, чем у металлов, но больпге, чем у изоляторов. Полупроводники, и в иервую очередь кремниевые, широко применяются во многих отраслях современной техники, [c.

223]

    В работе Эйвена и Кузано [71] детально исследованы диоды на основе я-ZnSe с анодом из СигЗе. Селенид меди—полупроводник р-типа с узкой зоной, который незначительно растворяется в селениде цинка.

Диоды изготовляли нанесением селенида меди на поверхность кристалла селенида цинка путем погружения в раствор соли меди. Между селенидом меди и проводящим селенидом цинка был сделан изолирующий слой из селенида цинка.

Последний был получен либо термодиффузией меди в кристалл из слоя селенида меди, либо предварительным прогревом кристалла в парах селена перед осаждением слоя селенида меди. При этом образовывалась структура металл (или полупроводник с узкой запрещенной зоной)—изолятор — полупроводник (структура типа pin).

Диоды излучали при напряжении 1,4 в при прямом смещении. При температуре 77° К в спектре излучения наблюдались полосы 1,96 2,07 2,36 и 2,68 эв. Голубая полоса превалировала в кристаллах, [c.45]

    Сведения о полимерном строении цолучают, исследуя свойства растворов, 1Строение кристаллов, механические и физико-химические свойства неорганических полимеров. Структура нерастворимых полимеров, длина и углы связей, строение элементарной ячейки исследуются рентгенографическими и электронографическими методами.

Неорганические вещества могут быть изоляторами, полупроводниками и проводниками электричества. Изучение электропроводности дает ценные сведения о их строении.

Наблюдения за изменением теплоемкости и механических свойств полимеров в зависимости от температуры позволяют выяснить строение и свойства не только макромолекул, но иногда и надмолекулярных структур. [c.20]

    В силу гибкости и сравнительной простоты молекулярных методов, а также применимости их к широкому классу систем, предлагаемый подход в рамках модели КРЭЯ может быть ис-полБЗован для исследования ЛЦ в различных кристаллах-изоляторах, полупроводниках и даже металлах (если используются молекулярные методы, разработанные для систем с открытыми оболочками). [c.267]

    В изоляторе 02 или 31зН4), отделяющем мембрану от полупроводниковой подложки (обычно это проводник р-типа), возникает электрическое поле, способное увеличивать или уменьшать плотность подвижных носителей заряда (дырок) в поверхностном слое полупроводника.

Когда дырки отталкиваются от границы раздела изолятор — полупроводник обратно в полупроводник, в полупроводнике возникает зона поверхностного заряда. Если разность электрических потенциалов внутри и на поверхности полупроводника достаточно велика, то на поверхности образуется избыток подвижных электронов, или, другими словами, проводящий канал п-типа.

Этот канал отделен от внутренней области проводника зоной поверхностного заряда. [c.89]

ПРОВОДНИКИ, ИЗОЛЯТОРЫ, ПОЛУПРОВОДНИКИ

Все вещества (тела) состоят из атомов имолекул. Атом имеет положительно заряженное ядро и отрицательно заря­женные электроны, совершающие орбитальные движения

вокруг ядра. Если суммарный отрицательный заряд электронов равен положительному заряду, то атом электрически нейтрален.

Порядковый номер элемента в периодической таблице Менделеева определяется числом электронов нейт­рального атома. Электрический заряд электрона (элемен­тарный заряд) равен —1,6 ·10-19 Кл.

Заряд ядра по абсо­лютному значению равен заряду электрона, умноженному на число электронов нейтрального атома.

Электроны атомов обычно находятся на определеных орбитах. Электроны, находящиеся на внутренних орбитах, относительно прочно связаны с ядром атома.

Электроны, находящиеся на внешних орбитах (валентные электроны), сравнительно легко могут отделяться от атома, после чего становятся «свободными» или соединяются к другому атому или молекуле. Атом, потерявший один или несколько электронов, называется положительным ионом, а атом, при­соединивший электроны, — отрицательным ионом.

Процесс образования ионов называется ионизацией. Количество но­сителей заряда — свободных электронов или ионов — в еди­нице объема вещества принято называть концентрацией но­сителей заряда.

Электрический ток проводимости — это явле­ние упорядоченного (направленного) движения заряжен­ных частиц. Свойство вещества проводить электрический ток под действием электрического поля называется элек­тропроводностью.

Электропроводность вещества за­висит от концентрации носителей заряда: чем выше кон­центрация, тем больше электропроводность.

Все вещества в зависимости от электропроводности делятся на провод­ники, диэлектрики и полупроводники.

Основным свойством проводящих веществ (материа­лов), или проводников, является их высокая электро­проводность. Проводники делятся на два рода.

В провод­никах первого рода, к которым преимущественно относятся все металлы и их сплавы, электрический ток создается пе­ремещением только электронов — это проводники с элект­ронной проводимостью.

Прохождение тока в них не сопро­вождается химическими изменениями материала проводни­ка. Лучшими проводниками являются серебро, медь, алюминий.

Согласно классической электронной теории высокая электропроводность металлов объясняется наличием в них огромного количества свободных электронов — электронов проводимости, находящихся в состоянии беспорядочного

движения и заполняющих объем проводника наподобие га­за— электронного газа. При движении электроны сталки­ваются с ионами неподвижной кристаллической решетки, состоящей из атомов вещества; направление их дви­жения, скорость, кинетическая энергия при этом изменя­ются.

Если в таком проводнике существует электрическое по­ле, то на заряды проводника действуют силы этого поля.

Направление сил, действующих на положительные заряды, совпадает с направлением поля, а действующих на отрица­тельные заряды, — противоположно направлению поля.

В результате наступает упорядоченное движение свобод­ных электронов в одном направлении, т. е, в проводнике возникает ток (проводимости).

Проводники второго рода, или проводники с ионной про­водимостью, представляют собой расплавы некоторых со­лей и водные растворы кислот, солей, щелочей и др. В расплавах и растворах независимо от прохождения тока про­исходит распад их нейтральных молекул на положительные и отрицательные ионы (электролитическая диссоциация).

Положительными ионами являются ионы металлов и водо­род, отрицательными — кислотные остатки и гидроксильная группа (ОН). Расплавы и растворы веществ, состоя­щие частично или полностью из ионов, называются еще электролитами. При отсутствии внешнего электрического поля ионы и молекулы находятся в состоянии хаотического движения.

Если в таком проводнике создать электрическое поле, то силы поля вызовут движение положительных ионов в на­правлении поля, а отрицательных — в противоположном направлении. Их упорядоченное движение и представляет собой ток (проводимости) в электролите.

Диэлектриками (изоляторами) называются вещества (материалы), в которых при нормальных услови­ях (невысокие температуры и отсутствие сильных электри­ческих полей) имеется ничтожное количество свободных электрически заряженных частиц; вследствие этого они обладают ничтожной электропроводностью, которой во многих случаях можно пренебречь.

К числу изоляторов от­носятся некоторые газы и жидкости — минеральные масла, лаки, а также большое число твердых материалов, за ис­ключением металлов, их сплавов и угля.

Однако при неко­торых условиях, например при действии высоких темпера­тур или сильных электрических полей, в диэлектриках возможны расщепление молекул на ионы и потеря ими изолирующих свойств.

Полупроводники (полупроводящие вещества или материалы) по своей электропроводности занимают проме­жуточное место между проводниками и изоляторами. К по­лупроводникам относятся кремний, германий, теллур, селен, окислы металлов, соединения металлов с серой и т. д.

Полупроводники обладают рядом характерных свойств, электропроводность их и концентрация свободных носите­лей заряда в сильной степени зависят от температуры, осве­щенности, электрических полей, примесей и др.

Отличительные особенности полупроводников объясняются тем, что кроме электронной электропроводности, вызываемой электронами проводимости, они обладают еще так называе­мой дырочной электропроводностью. Последняя вызва­на перемещением под действием электрического поля «дырок», т. е.

не занятых валентными электронами мест в атомах (из-за перемещения от атома к атому валентных электронов), что равноценно перемещению положительно заряженных частиц, заряды которых по абсолютному зна­чению равны зарядам электронов.

В настоящее время свойства полупроводников использу­ются в большом количестве весьма разнообразных прибо­ров и устройств (полупроводниковые диоды и триоды, фо­торезисторы и т. п.).

Вот, имеются зоны энергии, есть последняя заполненная зона, она называется валентной зоной. Мы видели, что электроны, сидящие в заполненных зонах, вклада в проводимость не дают. Дальше вариант такой: за валентной зоной идёт пустая зона при T = 0, тело с такой структурой это изолятор.

При нагревании, если запрещённая зона не слишком велика, происходит тепловое возбуждение, и часть электронов из валентной зоны может перейти в следующую зону, зону проводимости, тогда интеграл будет отличен от нуля, и появится ток, это полупроводники.

Полупроводники – это твёрдое тело, для которого ширина запрещённой зоны не слишком велика, так что при комнатных температурах число электронов, которые перейдут в зону проводимости, будет ощутимо. При понижении температуры сопротивление будет расти и при абсолютном нуле температуры полупроводник становится изолятором.

Если эта запрещённая зона достаточно велика (больше некоторого условного уровня), то соответствующий металл называется изолятором. При тепловом возбуждении всё равно часть электронов переходит в зону проводимости, но их мало и заметного вклада в проводимость они не дают.

То есть с этой точки зрения изолятор это плохой полупроводник или полупроводник это плохой изолятор, качественного различия нет.

А есть, наконец, твёрдые тела, для которых нет этой запрещённой зоны, т.е.

либо зона проводимости пересекается с валентной зоной, либо мы просто имеем частично заполненную зону, а следующая свободна, эти тела называются проводники и это металлы.

Проводник и металл в этом контексте синонимы. В проводниках можно считать, что электроны в этой частично заполненной зоне ведут себя как идеальный фермионный газ.

Ну вот, всё. Остальное придётся прочитать в книжке, но повторяю, там идейных проблем нет, там только детали.

1) Отполируем поверхность, она будет меньше поглощать, скажем, полированный стол больше отражает, чем какая-то неполированная деревяшка.

2) Вот у вас кусок железа излучает при данной температуре, отполируйте его поверхность, его излучение изменится!

1) Если вы откроете дверцу только что протопленной печки, то увидите излучение чёрного тела.

Космическое пространство всё в масштабах Вселенной заполнено равновесным электромагнитным излучением с температурой 30K, то есть с таким, с каким было бы излучение в полости с температурой стенок 30K, это так называемое реликтовое излучение, оставшееся со времён возникновения Вселенной.

Если расширение будет продолжаться, температура будет падать и дальше, в конце концов до абсолютного нуля, если расширение сменится сжатием, температура будет возрастать, и весё вернётся к начальному состоянию с большими температурами.

2) Классическая физика не смогла получить разумную формулу для спектральной плотности (эта формула легко проверяется: абсолютно чёрное тело – печь, ставят спектрометр, излучение в спектр разворачивается, и для каждой полоски спектра можно найти энергию в этом интервале длин волн).

Классическая физика не смогла не только дать правильное значение функции, она не смогла дать даже разумное значение, а именно, получалось, что эта функция растёт с убыванием длины волны, а это просто бессмысленно, это означает, что любое тело в видимой области излучает, а в низких частотах ещё больше, и полная энергия излучения стремится к бесконечности.

Значит, в классической физике есть какие-то принципиальные дефекты.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Проводники и диэлектрики

Проводники

К проводникам относятся все металлы и их сплавы, а также электротехнический уголь(каменный уголь, графит, сажа, смола и т.д.)
К жидким проводникам относятся:вода, раствор солей, кислот и щелочей.
К газообразным относятся ионизированные газы.
Электрический ток в твердых проводниках-это направленное движение свободных электронов под действием ЭДС.
ЭДС-электронно-движущая сила.

Свойства проводников:

  1. Электрические
    • Удельное сопротивление веществ от которого зависит электропроводимость
    • Сверхпроводимость-это свойство некоторых материалов при температуре равной 101(-273) проводить эл.ток без препятствий, т.е. удельное сопротивление этих материалов равно нулю
  2. Физические
    • плотность
    • температура плавления
  3. Механические
    • Прочность на изгиб, растяжение и т.д., а также способность обрабатываться на станках
  4. Химические
    • Свойства взаимодействовать с окружающей или противостоять коррозии
    • Свойства соединятся при помощи пайки, сварки

Диэлектрики

Не пропускают электрический ток.Диэлектрики обладают высоким удельным сопротивлением.Используются для защиты проводника от влаги, механических повреждений, пыли.

Диэлектрики бывают
  • твердые-все неметаллы;
  • жидкие-масла, синтетические жидкости СОВОЛ, СОВТОЛ
  • газообразные-все газы:воздух, кислород, азот и т.д.
Свойства диэлектриков:
  1. Электрические свойства
    • Электрический пробой-устанавление большого тока, под действием высокого электрического напряжения к электроиоляционному материалу определенной толщины.
    • Электрическая прочность-это величина, равная напряжению, при котором может быть пробит электроизоляционному материал толщиной в единицу длины.
  2. Физико-химические свойства
    • Нагревостойкость-это способность диэлектрика длительно выдерживать заданную рабочую температуру без заметного изменения своих электроизоляционных качеств.
    • Холодостойкость-способность материала переносить резкие перепады температуры, от +120, до — 120
    • Смачиваемость-способность материала отторгать влагу, испытания проводятся в климатических камерах, типа ELKA, где изделие подвергается увлажнению, создается ТУМАН и мгновенный перепад температуры-СУШКА, и так несколько циклов!
  3. Химические
    • Должны противостоять активной(агрессивной) среде
    • Способность склеиваться
    • Растворение в лаках и растворителях, склеиваться
  4. Механические
    • Защита металлических проводников от коррозии
    • Радиационная стойкость
    • Вязкость(для жидких диэлектриков)
    • Вязкость-время истечения жидкости из сосуда, имеющего определенную форму и отверстие
    • Предел прочности, твердости
    • Обработка инструментом

Читайте также:

Проводники, диэлектрики, полупроводники: физические явления, свойства, состав, классификация, области применения

Лекция 7. Полупроводниковые материалы

Лекция 7. Полупроводниковые материалы Характеристика полупроводников Полупроводники наиболее распространенная в природе группа веществ. К ним относят химические элементы: бор (В), углерод (С), кремний

Подробнее

Лекция 4 Ток в вакууме. Полупроводники

Лекция 4 Ток в вакууме. Полупроводники Электрический ток в вакууме. Вакуумный диод Если два электрода поместить в герметичный сосуд и удалить из сосуда воздух, то, как показывает опыт, электрический ток

Подробнее

S u. Пятаева И.Н. Бакулова Н.В. Страница 1 R 1

Механизм проводимости тока в разных средах. Вне зависимости от среды, условиями возникновения тока являются: наличие зарядов, способных перемещаться при наличии электрического поля. наличие постоянно поддерживаемой

Подробнее

Собственный полупроводник

Собственный полупроводник Для изготовления полупроводников применяют в основном германий и кремний, а также некоторые соединения галлия, индия и пр. Для полупроводников характерен отрицательный температурный

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 39

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра физики МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ФИЗИКЕ для студентов специальностей 290300,

Подробнее

W e. И.В. Музылёва, 2014 год Страница 1

1. Классификация твердых тел по проводимости в соответствии с зонной теорией. В соответствии с принципом квантовой механики электроны атома могут обладать определенными значениями энергии или находиться

Подробнее

11. ПОЛУПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКТРИКИ

11 ПОЛУПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКТРИКИ Неметаллы отличаются от проводников наличием зоны запрещенных энергий g для электронов Структуры энергетических зон собственного полупроводника приведены на рис14 Состояния,

Подробнее

удельный заряд электрона

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ 1. Все металлы являются проводниками тока и состоят из пространственной кристаллической решетки, узлы которой совпадают с центрами положительных

Подробнее

АЛЕКСЕЕВА Лариса Ивановна

АЛЕКСЕЕВА Лариса Ивановна Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Эффект Холла в полупроводниках Методические рекомендации.

Подробнее

1. Цели освоения дисциплины

1. Цели освоения дисциплины Цели освоения дисциплины: формирование у обучающихся: в области обучения формирование специальных знаний, умений, навыков выбора материала в зависимости от предъявляемых требований

Подробнее

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

Министерство образования и науки Российской Федерации НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 53 3943 Ф 503 ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ФИЗИКЕ Методические

Подробнее

Электроматериаловедение

Федеральный комплект учебников Начальное профессиональное образование Радиоэлектроника Л. В. Журавлева Электроматериаловедение Учебник ACADEMA УДК 621.3(075.32) ББК 32.843я722 Ж911 Рецензенты: проректор

Подробнее

к изучению дисциплины

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ. С.Г.Камзолова ПОСОБИЕ к изучению дисциплины «Общая электротехника и электроника», раздел «Электронные приборы» Часть 1. для студентов

Подробнее

ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ЛЕКЦИЯ 11 ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ Механизмы электропроводности. Измерения электропроводности, объемная и поверхностная электропроводность. Эмиссия: термоэлектронная, автоэлектронная,

Подробнее

ОП.10 «Материаловедение»

Министерство общего и профессионального образования Свердловской области ГАПОУ СО «ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ КОЛЛЕДЖ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА» Рабочая программа учебной дисциплины ОП.0 «Материаловедение» для

Подробнее

Электронно-дырочный переход

Кафедра экспериментальной физики СПбПУ Электронно-дырочный переход Методические указания к лабораторному практикуму по общей физике СПбПУ 2014 Лабораторная работа 2.08 «Электронно-дырочный переход» 1 http://physics.spbstu.ru

Подробнее

Основы электроники 1/45

Основы электроники 1/45 Планетарная модель атома (Бор, Резерфорд) предусматривает наличие ядра и вращающихся на определенных (разрешенных) орбитах вокруг него электронов. Под действием внешних факторов

Подробнее

ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

Кафедра экспериментальной физики СПбГПУ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 202 ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА И ПОЛУПРОВОДНИКА ЦЕЛЬ РАБОТЫ Определение температурного коэффициента сопротивления

Подробнее

ОП.03 «Материаловедения»

Министерство образования и науки Калужской области Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Калужской области «Колледж транспорта и сервиса» Комплект контрольно-оценочных средств

Подробнее

ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ЛЕКЦИЯ 10 ЗОННАЯ ТЕОРИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ Образование энергетических зон. Заполнение энергетических зон электронами. Проводники, полупроводники и изоляторы. Движение

Подробнее

Классификация материалов по отношению к способности проводить электрический ток

При появлении в нашей жизни электричества, мало кто знал о его свойствах и параметрах, и в качестве проводников использовали различные материалы, было заметно, что при одной и той же величине напряжения источника тока на потребителе было разное значение напряжения. Было понятно, что на это влияет вид материала применяемого в качестве проводника. Когда ученные занялись вопросом по изучению этой проблемы они пришли к выводу, что в материале носителями заряда являются электроны. И способность проводить электрический ток обосабливается наличием свободных электронов в материале. Было выяснено, что у некоторых материалов этих электронов большое количество, а у других их вообще нет. Таким образом существуют материалы, которые хорошо проводят электрический ток, а некоторые не обладают такой способностью.
Исходя из всего выше сказанного, все материалы поделились на три группы:

  • проводники;
  • полупроводники;
  • диэлектрики;

 Каждая из групп нашла широкое применение в электротехнике.

Проводники

Проводниками являются материалы, которые хорошо проводят электрический ток, их применяют для изготовления проводов, кабельной продукции, контактных групп, обмоток, шин, токопроводящих жил и дорожек. Подавляющее большинство электрических устройств и аппаратов выполнена на основе проводниковых материалов. Мало того, скажу, что вся электроэнергетика не могла б существовать не будь этих веществ. В группу проводников входят все металлы, некоторые жидкости и газы.

Так же стоит упомянуть, что среди проводников есть супер проводники, сопротивление которых практически равно нулю, такие материалы очень редки и дороги. И проводники с высоким сопротивлением — вольфрам, молибден, нихром и т.д. Такие материалы используют для изготовления резисторов, нагревательных элементов и спиралей осветительных ламп.

 Но львиная доля в электротехнической сфере принадлежит рядовым проводникам: медь, серебро, алюминий, сталь, различные сплавы этих металлов. Эти материалы нашли самое широкое и огромное применение в электротехнике, особенно это касается меди и алюминия, так как они сравнительно дешевы, и их применение в качестве проводников электрического тока наиболее целесообразно. Даже медь ограничена в своем использовании, её применяют в качестве обмоточных проводов, многожильных кабелях, и более ответственных устройствах, еще реже встречаются медные шинопроводы. А вот алюминий считается королем среди проводников электрического тока, пускай он обладает более высоким удельным сопротивлением чем медь, но это компенсируется его весьма низкой стоимостью и устойчивостью к коррозии. Он широко применяется в электроснабжении, в кабельной продукции, в воздушных линиях, шинопроводах, обычных проводах и т.д.  

 

Полупроводники

Полупроводники, что-то среднее между проводниками и полупроводниками. Главной их особенностью является их зависимость проводить электрический ток от внешних условий. Ключевым условием является, наличие различных примесей в материале, которые как раз-таки обеспечивают возможность проводить электрический ток. Так же при определенной компоновку двух полупроводниковых материалов. На основе этих материалов на данный момент, произведено множество полупроводниковых устройств: диоды, светодиоды, транзисторы, семисторы, тиристоры, стабисторы, различные микросхемы. Существует целая наука, посвященная полупроводникам и устройствам на их основе: электронная техника. Все компьютеры, мобильные устройства. Да что там говорить, практически вся наша техника содержит в себе полупроводниковые элементы.

К полупроводниковым материалам относят: кремний, германий, графит, графен, индий и т.д.

Диэлектрики

Ну и последняя группа материалов, это диэлектрики, вещества не способные проводить электрический ток.  К таким материалам относят: дерево, бумага, воздух, масло, керамика, стекло, пластмассы, полиэтилен, поливинилхлорид, резина и т.д.  Диэлектрики получили широкое применение благодаря своим качествам. Их применяют в качестве изолирующего материала. Они предохраняют соприкосновение двух токоведущих частей, не допускают прямого прикосновения человека с этими частями. Роль диэлектриком в электротехнике не менее важна чем роль проводников, так как обеспечивают стабильную, безопасную работу всех электротехнических и электронных устройств. У всех диэлектриков существует предел, до которого они не способны проводить электрический ток, его называют пробивным напряжением. Это такой показатель, при котором диэлектрик начинает пропускать электрический ток, при этом происходит выделение тепла и разрушение самого диэлектрика. Это значение пробивного напряжения для каждого диэлектрического материала разное и приведено в справочных материалах. Чем он выше, тем лучше, надежней считается диэлектрик.

Параметром, характеризующим способность проводить электрический ток является удельное сопротивление R, единица измерения [Ом] и проводимость, величина обратная сопротивлению. Чем выше этот параметр, тем хуже материал проводит электрический ток. У проводников он равен от нескольких десятых, до сотен Ом.  У диэлектриков сопротивление достигает десятков миллионов ом.

Все три вида материалов нашли широкое применение в электроэнергетике и электротехнике. А так же тесно взаимосвязаны друг с другом.

 

Dielectrics — The Physics Hypertextbook

Обсуждение

основная идея

Диэлектрики — изоляторы простые и простые. Эти два слова относятся к одному и тому же классу материалов, но имеют разное происхождение и используются преимущественно в разных контекстах.

  • Поскольку заряды имеют тенденцию не легко перемещаться в неметаллических твердых телах, возможны «островки» заряда в стекле, керамике и пластике. Латинское слово «остров» — insula , от которого происходит слово insulator .Напротив, заряды в металлических твердых телах имеют тенденцию легко перемещаться — как будто кто-то или что-то их ведет. Латинский префикс con или com означает «с». Человек, с которым у вас есть хлеб, — ваш товарищ. (На латыни хлеб — panis ). Взять что-то с собой в дорогу — значит передать это. (Латинское слово обозначает дорогу с по ). Человек, с которым вы путешествуете и который указывает путь или обеспечивает безопасный переход, является кондуктором. (Латинское слово для обозначения лидера — ductor .) Материал, обеспечивающий безопасное прохождение электрических зарядов, — это проводник .
  • Вставка слоя неметаллического твердого вещества между пластинами конденсатора увеличивает его емкость. Греческая приставка di или dia означает «поперек». Линия, пересекающая углы прямоугольника, — это диагональ. (Греческое слово, обозначающее угол — gonia — γωνία.) Измерение поперек круга — это диаметр. (Греческое слово для обозначения меры — метрон — μέτρον.) Материал, помещенный на пластины конденсатора, как небольшой непроводящий мостик, — это диэлектрик .

Пластиковое покрытие электрического шнура является изолятором. Стеклянные или керамические пластины, используемые для поддержки линий электропередач и предотвращения их замыкания на землю, являются изоляторами. Практически всегда, когда неметаллическое твердое тело используется в электрическом устройстве, оно называется изолятором. Возможно, единственный раз, когда слово диэлектрик используется в отношении непроводящего слоя конденсатора.

Диэлектрики в конденсаторах служат трем целям:

  1. , чтобы предотвратить соприкосновение проводящих пластин, что позволяет уменьшить расстояние между пластинами и, следовательно, увеличить емкость;
  2. для увеличения эффективной емкости за счет уменьшения напряженности электрического поля, что означает, что вы получаете тот же заряд при более низком напряжении; и
  3. для уменьшения возможности короткого замыкания из-за искрения (более формально известного как пробой диэлектрика) во время работы при высоком напряжении.

что здесь происходит

Когда металл помещают в электрическое поле, свободные электроны текут против поля, пока не выйдут из проводящего материала. В кратчайшие сроки у нас будет избыток электронов с одной стороны и дефицит с другой. Одна сторона проводника заряжена отрицательно, а другая — положительно. Освободите поле, и электроны на отрицательно заряженной стороне окажутся слишком близко для комфорта. Подобные заряды отталкиваются, и электроны убегают друг от друга так быстро, как только могут, пока не распределятся равномерно по всему телу; в среднем один электрон на каждый протон в пространстве, окружающем каждый атом.Проводящий электрон в металле похож на гоночную собаку, загнанную на пастбище. Они могут свободно передвигаться сколько угодно и могут перемещаться по всей длине, ширине и глубине металла по своей прихоти.

Жизнь электрона в изоляторе гораздо более ограничена. По определению, заряды в изоляторе не могут свободно перемещаться . Это не то же самое, что сказать, что не может двигаться . Электрон в изоляторе похож на сторожевую собаку, привязанную к дереву: он может двигаться свободно, но в определенных пределах.Размещение электронов изолятора в присутствии электрического поля похоже на размещение привязанной собаки в присутствии почтальона. Электроны будут напрягаться против поля, насколько это возможно, почти так же, как наша гипотетическая собака будет напрягаться против своего поводка, насколько это возможно. Однако электроны в атомном масштабе больше похожи на облака, чем на собак. Электрон эффективно распространяется по всему объему атома и не концентрируется в каком-либо одном месте. Полагаю, хорошую атомную собаку нельзя было бы назвать Спотом.

Когда атомы или молекулы диэлектрика помещаются во внешнее электрическое поле, ядра толкаются полем, что приводит к увеличению положительного заряда с одной стороны, в то время как электронные облака притягиваются к нему, что приводит к увеличению отрицательного заряда с другой. боковая сторона. Этот процесс известен как поляризация , а диэлектрический материал в таком состоянии называется поляризованным . Существует два основных метода поляризации диэлектрика: растяжение и вращение.

Растяжение атома или молекулы приводит к индуцированному дипольному моменту , добавленному к каждому атому или молекуле.

Увеличить

Вращение происходит только в полярных молекулах — с постоянным дипольным моментом , как у молекулы воды, показанной на диаграмме ниже.

Увеличить

Полярные молекулы обычно поляризуются сильнее, чем неполярные. Вода (полярная молекула) имеет диэлектрическую прочность в 80 раз больше, чем у азота (неполярная молекула, которая является основным компонентом воздуха).Это происходит по двум причинам, одна из которых обычно тривиальна. Во-первых, все молекулы растягиваются в электрическом поле независимо от того, вращаются они или нет. Неполярные молекулы и атомы растягиваются, в то время как полярные молекулы растягиваются на и градусов. Однако эта комбинация действий лишь незначительно влияет на общую степень поляризации вещества. Что еще более важно, полярные молекулы уже сильно растянуты — естественно. То, как атомы водорода сидят на рукавах электронных облаков атома кислорода, искажает молекулу в диполь.Все это происходит в межатомном или молекулярном масштабе. На таких крошечных расстояниях напряженность электрического поля относительно велика для того, что в противном случае было бы ничем не примечательным напряжением (например, 13,6 В для электрона в атоме водорода).

Когда дело доходит до поляризации, растяжение и вращение — не конец истории. Это просто методы, которые проще всего описать случайному наблюдателю. В общем, поляризация диэлектрического материала представляет собой микроскопическую электростатическую деформацию в ответ на макроскопическое электростатическое напряжение.Внешнее поле, приложенное к диэлектрику, не может заставить заряды двигаться макроскопически, но оно может растягивать и искажать их микроскопически. Он может толкнуть их в неудобное положение, а при отпускании позволить им вернуться в расслабленное состояние. То, что отличает поляризацию в изоляторе от растяжения упругого тела, такого как пружина, заключается в том, что устранение напряжения не обязательно снимает напряжение. Некоторые изоляторы будут оставаться в поляризованном состоянии в течение часов, дней, лет или даже столетий.Наиболее длинные характерные времена должны быть экстраполированы из неполных наблюдений на более разумную продолжительность. Никто не собирается сидеть сложа руки и ждать две тысячи лет, чтобы увидеть, как поляризация куска пластика уменьшится до нуля. Ждать не стоит.

Наконец, важно иметь в виду, что заряды, «хранящиеся» в диэлектрическом слое, не доступны в виде пула свободных зарядов. Для их извлечения еще понадобятся металлические пластины. Важно помнить, что единственная причина, по которой кто-то, кажется, заботится об этом явлении, заключается в том, что он помогает нам создавать лучшие конденсаторы.Я думаю, что на этом следует завершить обсуждение.

конденсаторы с диэлектриком

Поместите диэлектрический слой между двумя параллельно заряженными металлическими пластинами, направив электрическое поле справа налево. (Почему не слева направо? Ну, я читаю справа налево, поэтому мне легче «читать» диаграммы.) Положительные ядра диэлектрика будут перемещаться на с полем вправо, а отрицательные электроны переместит против на поле слева.Силовые линии начинаются с положительных зарядов и заканчиваются отрицательными зарядами, поэтому электрическое поле внутри каждого напряженного атома или молекулы диэлектрика указывает на нашей диаграмме слева направо — напротив внешнего поля двух металлических пластин. Электрическое поле — это векторная величина, и когда два вектора указывают в противоположных направлениях, вы вычитаете их величины, чтобы получить результат. Эти два поля не компенсируются в диэлектрике, как в металле, поэтому общий результат — более слабое электрическое поле между двумя пластинами.

Увеличить

Позвольте мне повторить это — общий результат — более слабое электрическое поле между двумя пластинами. Давай займемся математикой.

Электрическое поле — это градиент электрического потенциала (более известного как напряжение).

.
E x = — В
x
E y = — В E = — ∇ V
y
E z = — В
z

Емкость — это отношение заряда к напряжению.

Введение диэлектрика в конденсатор уменьшает электрическое поле, что снижает напряжение, что увеличивает емкость.

.
C 1 ( Q постоянная) С ( d , Q постоянная)
В 1
В E ( d постоянная) E

Конденсатор с диэлектриком сохраняет тот же заряд, что и конденсатор без диэлектрика, но при более низком напряжении.Поэтому конденсатор с диэлектриком более эффективен.

ЭТА МАЛЕНЬКАЯ ЧАСТЬ НУЖДАЕТСЯ В Доработке.

О первых открытиях лейденской банки. Удаление стержня снижает емкость. (Воздух имеет более низкую диэлектрическую проницаемость, чем вода.) Напряжение и емкость обратно пропорциональны, когда заряд постоянен. Уменьшение емкости увеличивает напряжение.

восприимчивость, диэлектрическая проницаемость, диэлектрическая проницаемость

Электрический дипольный момент чего-либо — будь то атом, растянутый во внешнем электрическом поле, полярная молекула или две противоположно заряженные металлические сферы — определяется как продукт заряда и разделения.

p = q r

с единицей СИ, равной кулоновому метру , у которого нет специального названия.

[см = см]

Поляризация области определяется как дипольный момент на единицу объема

с единицей СИ кулонов на квадратный метр .



см = С

м 3 м 2

Расчет поляризации из первых принципов — сложная процедура, которую лучше доверить специалистам.Не беспокойтесь о деталях того, почему поляризация имеет то значение, которое она имеет, просто примите то, что она существует и является функцией некоторых переменных. И что это за переменные? Конечно, зачем они нужны, и почему они такие материалы и напряженность поля. Различные материалы поляризуются в разной степени — мы будем использовать греческую букву χ e [chi sub e], чтобы обозначить эту величину, известную как электрическая восприимчивость, — но для большинства материалов поле сильнее ( E ) , тем больше поляризация ( P ).Добавьте коэффициент пропорциональности ε 0 , и все готово.

P = ε 0 χ e E

Электрическая восприимчивость — это безразмерный параметр, который зависит от материала. Его значение варьируется от 0 для пустого места до любого другого. Бьюсь об заклад, есть даже некоторые причудливые материалы, для которых этот коэффициент отрицательный (хотя я не знаю наверняка). Константа пропорциональности ε 0 [эпсилон ноль] известна как диэлектрическая проницаемость свободного пространства и будет рассмотрена немного позже.На данный момент это просто приспособление для тренировки единиц.



С = С 2 N

м 2 Н м 2 С

НАПИШИТЕ ОТДЫХ.

Величина κ [каппа] безразмерна.

Диэлектрическая проницаемость для выбранных материалов (~ 300 K, если не указано иное)

материал κ
воздух 1.005364
уксусная кислота 6,2
спирт этиловый (зерновой) 24,55
спирт метиловый (дерево) 32,70
янтарь 2,8
асбест 4,0
асфальт 2,6
бакелит 4,8
кальцит 8,0
карбонат кальция 8.7
целлюлоза 3,7–7,5
цемент ~ 2
кокаин 3,1
хлопок 1,3
алмаз, тип I 5,87
алмаз типа IIa 5,66
эбонит 2,7
эпоксидная 3,6
мука 3-5
фреон 12, -150 ° C (жидкость) 3.5
фреон 12, +20 ° C (пар) 2,4
германий 16
стекло 4–7
стекло, пирекс 7740 5,0
гуттаперча 2,6
реактивное топливо (жиклер А) 1,7
оксид свинца 25,9
ниобат свинца, магния 10 000
сульфид свинца (галенит) 200
титанат свинца 200
дейтерид лития 14.0
люцит 2,8
слюда, мусковит 5,4
слюда канадская 6,9
нейлон 3,5
масло льняное 3,4
масло минеральное 2,1
масло оливковое 3,1
масло нефтяное 2,0–2,2
масло силиконовое 2.5
масло, сперма 3,2
масло трансформаторное 2,2
материал κ
бумага 3,3, 3,5
оргстекло 3,1
полиэстер 3,2–4,3
полиэтилен 2,26
полипропилен 2.2–2,3
полистирол 2,55
поливинилхлорид (пвх) 4,5
фарфор 6–8
ниобат калия 700
KTN, 0 ° C 34 000
KTN, 20 ° C 6 000
кварц кристаллический (∥) 4,60
кварц кристаллический (⊥) 4.51
кварц плавленый 3,8
каучук бутил 2,4
резина, неопрен 6,6
резина, силикон 3,2
резина вулканизированная 2,9
соль 5,9
селен 6,0
кремний 11,8
карбид кремния (αSiC) 10.2
диоксид кремния 4,5
силиконовое масло 2,7–2,8
почва 10–20
титанат стронция, +25 ° C 332
титанат стронция, −195 ° C 2080
сера 3,7
пятиокись тантала 27
тефлон 2,1
антимонид олова 147
теллурид олова 1770
диоксид титана (рутил) 114
табак 1.6–1,7
диоксид урана 24
вакуум 1 (точно)
вода, лед, −30 ° C 99
вода, жидкость, 0 ° C 87,9
вода, жидкость, 20 ° C 80,2
вода, жидкость, 40 ° C 73,2
вода, жидкость, 60 ° C 66,7
вода, жидкость, 80 ° C 60.9
вода, жидкость, 100 ° C 55,5
воск пчелиный 2,7–3,0
воск карнубский 2,9
воск, парафин 2,1–2,5
вощеная бумага 3,7
ткани человека κ
кость губчатая 26
кость кортикальная 14.5
мозг, серое вещество 56
мозг, белое вещество 43
мозг, мозговые оболочки 58
хрящ общий 22
хрящ, ухо 47
ткани человека κ
глаз, водянистая влага 67
глаз, роговица 61
глаз, склера 67
жир 16
мышца гладкая 56
мышца поперечнополосатая 58
скин 33–44
язычок 38

пробой диэлектрика

Любой изолятор можно заставить проводить электричество.Это явление известно как пробой диэлектрика .

Пробой диэлектрика в избранных материалах

материал поле (МВ / м)
воздух 3
янтарь 90
бакелит 12, 24
алмаз типа IIa 10
стекло, пирекс 7740 13, 14
слюда, мусковит 160
нейлон 14
масло силиконовое 15
масло трансформаторное 12, 27
материал поле (МВ / м)
бумага 14, 16
полиэтилен 50, 500–700, 18
полистирол 24, 25, 400–600
поливинилхлорид (ПВХ) 40
фарфор 4, 12
кварц плавленый 8
резина, неопрен 12, 12
титанат стронция 8
тефлон 60
диоксид титана (рутил) 6

пьезоэффект

Произнесите все гласные.Пьезоэлектричество — это эффект преобразования энергии между механической и электрической формами.

  • Пьезо — греческое слово, обозначающее давление (πιεζω).
  • Обнаружен в 1880-х годах братьями Кюри.
  • Недорогие пьезоэлектрические микрофоны. Когда поляризованный кристалл подвергается напряжению, напряжение создает разность потенциалов. Эта разность потенциалов пропорциональна напряжению, которое пропорционально акустическому давлению.
  • Обратный пьезоэлектрический микрофон — это пьезоэлектрический динамик: зуммер будильника, звонок наручных часов, всевозможные электронные гудки.Когда к поляризованному кристаллу прикладывается электрический потенциал, кристалл подвергается механической деформации, которая, в свою очередь, может создавать акустическое давление.
  • Коллаген пьезоэлектрический. «Когда к [костному] коллагену прикладывается сила, создается небольшой электрический потенциал постоянного тока. Коллаген проводит ток в основном за счет отрицательных зарядов. Минеральные кристаллы кости (апатит), расположенные рядом с коллагеном, проводят ток с помощью положительных зарядов. из этих двух типов полупроводников ток легко течет в одном направлении, но не в другом….Считается, что силы, действующие на кости, создают потенциалы за счет пьезоэлектрического эффекта и что соединения коллаген-апатит образуют токи, которые вызывают и контролируют рост костей. Токи пропорциональны напряжению (сила на единицу площади), поэтому повышенное механическое напряжение костей приводит к усиленному росту «. Physics of the Body (255).
Микрофоны и принцип их работы
тип звуков производят
изменений в…
, что вызывает
изменений в…
, что приводит к
изменениям…
углеродистый Плотность гранул сопротивление напряжение
конденсатор разделительная пластина емкость напряжение
динамический расположение катушки флюс напряжение
пьезоэлектрический компрессия поляризация напряжение

В чем основное различие между проводником и диэлектриком?

проводник: Материал, содержащий подвижные электрические заряды.диэлектрик: электрически изолирующий или непроводящий материал, рассматриваемый на предмет его электрической восприимчивости (т. е. его свойства поляризации при воздействии внешнего электрического поля).

Положительные заряды внутри диэлектрика мгновенно смещаются в направлении электрического поля, а отрицательные заряды мгновенно смещаются в направлении, противоположном электрическому полю. Наличие диэлектрического материала влияет на другие электрические явления. Сила между двумя электрическими зарядами в диэлектрической среде меньше, чем в вакууме, в то время как количество энергии, хранящейся в электрическом поле на единицу объема диэлектрической среды, больше.Влияние диэлектрика на электрические явления описывается в крупном или макроскопическом масштабе с использованием таких понятий, как диэлектрическая проницаемость, диэлектрическая проницаемость и поляризация.

Диэлектрик — это проводник? Диэлектрик, изоляционный материал или очень плохой проводник электрического тока. … Когда диэлектрики помещены в электрическое поле, в них практически не протекает ток, потому что, в отличие от металлов, они не имеют слабосвязанных или свободных электронов, которые могут дрейфовать через материал.

Что такое изолятор? Вы знаете ответ на этот вопрос? Помогите сообществу, став участником.

Чем отличается проводник от изолятора на примере? В проводнике электрический ток может течь свободно, а в изоляторе — нет. Металлы, такие как медь, являются типичными проводниками, в то время как большинство неметаллических твердых тел считаются хорошими изоляторами, имеющими чрезвычайно высокое сопротивление потоку заряда через них.

Что такое проводники и изоляторы 7? Проводник позволяет току легко проходить через него.Изоляторы не пропускают через него ток. В изоляторе отсутствуют электрические заряды.

Дополнительные вопросы

Что такое проводники и изоляторы 6 класса?

Резюме. Материалы, пропускающие электрический ток, называются проводниками. Материалы, не пропускающие электрический ток, называются изоляторами.

В чем разница между диэлектриками и изоляторами?

Материал, который накапливает электрическую энергию в электрическом поле, известен как диэлектрический материал, тогда как материал, который блокирует поток электронов, известен как изоляторы.… Диэлектрический материал накапливает электрические заряды, а изолятор блокирует электрические заряды.

Какие 10 примеров проводников?

— Серебро.
— Золото.
— Медь.
— Алюминий.
— Меркурий.
— Сталь.
— Железо.
— Морская вода.

Какие 5 примеров проводников?

— серебро.
— медь.
— золото.
— алюминий.
— железо.
— сталь.
— латунь.
— бронза.

Что такое изолятор 6 класса?

Материалы, не пропускающие электричество, называются изоляторами.Некоторые распространенные изоляторы — это стекло, воздух, пластик, хлопок, термоколь, дерево и резина. Поскольку изоляторы не проводят электричество, они используются для защиты от опасного воздействия электричества.

В чем разница между проводниками и непроводниками, приведите по два примера каждого?

проводников пропускают через них тепло и электричество. непроводники не пропускают тепло и электричество через них. Примеры проводников: сталь, железо и т. д.

Что такое проводник и изолятор на примере?

Примеры проводников включают металлы, водные растворы солей (т.е.е. ионные соединения, растворенные в воде), графите и человеческом теле. Примеры изоляторов включают пластмассы, пенополистирол, бумагу, резину, стекло и сухой воздух.

Почему он называется диэлектрическим?

Диэлектрики — это материалы, не пропускающие ток. Их чаще называют изоляторами, потому что они являются полной противоположностью проводникам. … Это означает, что большие электрические поля создают свободные заряды (в данном случае электроны), которые могут свободно перемещаться через материал и переносить ток.

Что такое диэлектрик и его виды?

Диэлектрический материал — это материал, который плохо проводит электричество, но может поддерживать электростатические поля. … Диэлектрические материалы делятся на типы в зависимости от их состояния — твердые, жидкие или газообразные. Каждый тип имеет разные диэлектрические свойства и, в зависимости от состояния, разные области применения.

Уменьшают ли диэлектрики электрическое поле?

(b) Диэлектрик снижает напряженность электрического поля внутри конденсатора, что приводит к уменьшению напряжения между пластинами при одинаковом заряде.Конденсатор сохраняет тот же заряд при меньшем напряжении, что означает, что он имеет большую емкость из-за диэлектрика.

Есть ли у диэлектриков электрическое поле?

Диэлектрик, изоляционный материал или очень плохой проводник электрического тока. … Когда диэлектрики помещены в электрическое поле, в них практически не протекает ток, потому что, в отличие от металлов, они не имеют слабосвязанных или свободных электронов, которые могут дрейфовать через материал.

Что такое проводник класса 6?

Материалы, через которые проходит электрический ток, называются проводниками электричества.Примеры: железный гвоздь, ключ, английская булавка, вода, человеческое тело и т. Д. … Электрические устройства состоят из проводников.

В чем принципиальная разница между проводниками и изоляторами?

В проводнике электрический ток может течь свободно, в изоляторе — нет. Металлы, такие как медь, являются типичными проводниками, в то время как большинство неметаллических твердых тел считаются хорошими изоляторами, имеющими чрезвычайно высокое сопротивление потоку заряда через них.

Как диэлектрик влияет на электрическое поле?

Как диэлектрик влияет на электрическое поле?

В чем основное отличие проводников полупроводников от изоляторов?

Уровни проводимости — основное различие между проводниками, полупроводниками и изоляторами.Проводники обладают высокой проводимостью, что означает, что они позволяют энергии, такой как электричество, тепло или звук, легко проходить через них. В то время как полупроводники допускают умеренный поток, а изоляторы обладают низкой проводимостью.

В чем разница между диэлектриком и проводником?

проводник: Материал, содержащий подвижные электрические заряды. диэлектрик: электрически изолирующий или непроводящий материал, рассматриваемый на предмет его электрической восприимчивости (т. е. его свойства поляризации при воздействии внешнего электрического поля).

диэлектриков | Диэлектрические материалы | Solartron Analytical

Методы: I-V, C-V, P-E, импеданс, емкость, диэлектрическая проницаемость, диэлектрическая постоянная / потери, размер зерна
Приложения: Память ПК, FeRAM, исполнительные механизмы, акселерометры, микрофоны, струйные головки, датчики
Типы: Сегнетоэлектрик, пьезоэлектрик, MEM, NEM, мультиферроики, тонкая пленка, PZT, титанат бария, перовскит, высокий K, низкий K

Диэлектрические материалы — это непроводники электричества (электрические изоляторы), которые могут сильно поляризоваться электрическим полем (это выражается как диэлектрическая постоянная материала).Заряды в диэлектрических материалах могут быть смещены из положения равновесия электрическим полем, и в некоторых случаях заряды также могут быть выровнены относительно приложенного поля, но не проходят через материал. При снятии электрического поля материал возвращается в исходное состояние, и время, необходимое для этого, называется периодом релаксации, который является характеристикой диэлектрического материала. Типичные испытания включают приложение переменного электрического поля (форма волны переменного тока) и мониторинг релаксации материала в зависимости от его диэлектрической проницаемости (емкости и проводимости) по сравнению сприменяемая частота переменного тока.

Диэлектрические материалы используются во многих приложениях, таких как:

  • Электронные компоненты, такие как конденсаторы (отвечающие за свойства накопления энергии устройства)
  • Материалы с высоким / низким содержанием K, широко используемые в полупроводниках для повышения производительности и уменьшения размера устройства (где K означает диэлектрическую проницаемость или диэлектрическую постоянную)
  • Диэлектрические материалы также используются в дисплеях (например, жидкокристаллических ЖК-дисплеях).
  • Пьезоэлектрики / сегнетоэлектрики / МЭМ материалы также являются диэлектриками
  • Керамика и полимеры также часто обладают диэлектрическими свойствами
  • Многие другие материалы / приложения

Ассортимент оборудования для испытания материалов Solartron Analytical идеально подходит для определения характеристик диэлектрических материалов.Ключевыми элементами тестирования являются частотный диапазон, диапазон электрического воздействия, диапазон измеряемого импеданса / диэлектрической проницаемости / емкости, точность измерений (особенно при экстремальных уровнях импеданса), контроль применяемой температуры и использование соответствующих держателей образцов.

Solartron Analytical предоставляет следующие испытательные системы для определения характеристик этих материалов:

    Тестовая система ModuLab XM MTS обеспечивает полную характеристику устройств переменного тока и во временной области с использованием широкого диапазона опций Plug and Play.
  • Фазовый анализатор импеданса и усиления модели 1260A широко упоминается в публикациях и может измерять емкость / C-V / импеданс / Мотта-Шоттки в диапазоне от 10 мкГц до 32 МГц (более 12 декад частоты), что позволяет полностью определять характеристики диэлектрических материалов.
  • Диэлектрическая интерфейсная система модели 1296A расширяет диапазон импеданса 1260A до более 100 ТОм для тестирования керамических изоляторов и диэлектриков, а также обеспечивает большую точность измерения амплитуды и фазы за счет использования методов образца / эталона, уменьшая ошибки из-за кабелей.
  • Опции контроля температуры, включая криостаты и печи, доступны со всеми вышеперечисленными системами измерения, которые обеспечивают автоматический контроль температуры образца с ПК и позволяют полностью определять характеристики материала.

Диэлектрический материал — свойства, примеры и применение

Материалы классифицируются как проводники, изоляторы и полупроводники в зависимости от их электропроводящих свойств.Каждый материал состоит из молекул, которые, в свою очередь, состоят из атомов. Под воздействием электрического поля эти атомы в материале претерпевают определенные смещения и изменения свойств. В октябре 1745 года эксперимент, проведенный Эвальдом Георгом фон Клейстом из Германии, подключив высоковольтный электростатический генератор к объему воды, собранной в переносном сосуде, с помощью провода показал, что заряд может быть сохранен. Используя это явление, Питер ван Мушенбрук изобрел первый конденсатор, названный «Лейденская банка».Новое свойство материала, которое поддерживало это изобретение, было «диэлектриком».


Что такое диэлектрик?

Каждый материал состоит из атомов. Атомы содержат как отрицательно, так и положительно заряженные частицы. Центральное ядро ​​атома заряжено положительно. В любом материале атомы расположены в виде диполей, представленных с положительным и отрицательным зарядом на конце. Когда эти материалы подвергаются действию электрического поля, возникает дипольный момент.

Материал проводника начинает проводить ток при подаче электричества.Изолятор противодействует потоку электричества, поскольку в его структуре нет свободно движущихся электронов. Но диэлектрик — это особый тип изолятора, который не проводит электричество, но поляризуется под действием электричества.

Поляризация в диэлектрике

В диэлектрических материалах под действием электрического поля положительные заряды, присутствующие в материале, смещаются в направлении приложенного электрического поля. Отрицательные заряды смещены в направлении, противоположном приложенному электрическому полю.Это приводит к диэлектрической поляризации. В диэлектрическом материале электрические заряды не проходят через материал. Поляризация уменьшает общее поле диэлектрика.

Свойства диэлектрика

Термин «диэлектрик» был впервые введен Уильямом Уэвеллом. Это сочетание двух слов — «диа» и «электрический». Электропроводность идеального диэлектрика равна нулю. Диэлектрик накапливает и рассеивает электрическую энергию подобно идеальному конденсатору. Некоторые из основных свойств диэлектрического материала: электрическая восприимчивость, диэлектрическая поляризация, диэлектрическая дисперсия, диэлектрическая релаксация, настраиваемость и т. Д.

Электрическая восприимчивость

Насколько легко диэлектрический материал может поляризоваться под действием электрического поля, измеряется по электрической восприимчивости.Эта величина также определяет электрическую проницаемость материала.

Диэлектрическая поляризация

Электрический дипольный момент — это мера разделения отрицательного и положительного заряда в системе. Связь между дипольным моментом (M) и электрическим полем (E) определяет свойства диэлектрика. Когда приложенное электрическое поле снимается, атом возвращается в исходное состояние. Это происходит по экспоненциальному спаду. Время, необходимое атому для достижения исходного состояния, известно как время релаксации.

Общая поляризация

Есть два фактора, которые определяют поляризацию диэлектрика. Это образование дипольного момента и их ориентация относительно электрического поля. По типу элементарного диполя может быть либо электронная поляризация, либо ионная поляризация. Электронная поляризация P e возникает, когда молекулы диэлектрика, формирующие дипольный момент, состоят из нейтральных частиц.

Ионная поляризация P i и электронная поляризация не зависят от температуры.Постоянные дипольные моменты возникают в молекулах при асимметричном распределении заряда между разными атомами. В таких случаях наблюдается ориентационная поляризация P o . Если в диэлектрическом материале присутствует свободный заряд, это приведет к поляризации пространственного заряда P s . Полная поляризация диэлектрика включает все эти механизмы. Таким образом, общая поляризация диэлектрического материала составляет

P Всего = P i + P e + P o + P s


Диэлектрическая дисперсия

Когда P — максимальная поляризация, достигаемая диэлектриком, t r — время релаксации для определенного процесса поляризации, процесс диэлектрической поляризации может быть выражен как

P (t) = P [1-exp (-t / t r )]

Время релаксации различно для разных поляризационных процессов.Электронная поляризация происходит очень быстро, за ней следует ионная поляризация. Ориентационная поляризация медленнее, чем ионная. Поляризация пространственного заряда очень медленная.

Пробой диэлектрика

При приложении более сильных электрических полей изолятор начинает проводить и ведет себя как проводник. В таких условиях диэлектрические материалы теряют свои диэлектрические свойства. Это явление известно как пробой диэлектрика. Это необратимый процесс. Это приводит к выходу из строя диэлектрических материалов.

Типы диэлектрических материалов

Диэлектрики классифицируются в зависимости от типа молекулы, присутствующей в материале. Есть два типа диэлектриков — полярные диэлектрики и неполярные диэлектрики.

Полярные диэлектрики

В полярных диэлектриках центр масс положительных частиц не совпадает с центром масс отрицательных частиц. Здесь дипольный момент существует. Молекулы асимметричны по форме. При приложении электрического поля молекулы выравниваются с электрическим полем.Когда электрическое поле убирается, наблюдается случайный дипольный момент, и суммарный дипольный момент в молекулах становится равным нулю. Примеры: h3O, CO2 и т. Д.…

Неполярные диэлектрики

В неполярных диэлектриках центры масс положительных и отрицательных частиц совпадают. В этих молекулах нет дипольного момента. Эти молекулы симметричны по форме. Примеры неполярных диэлектриков: h3, N2, O2 и т. Д.…

Примеры диэлектрических материалов

Диэлектрическими материалами могут быть твердые тела, жидкости, газы и вакуум.Твердые диэлектрики широко используются в электротехнике. Некоторыми примерами продаваемых диэлектриков являются фарфор, керамика, стекло, бумага и т. Д. Сухой воздух, азот, гексафторид серы и оксиды различных металлов являются примерами газообразных диэлектриков. Дистиллированная вода, трансформаторное масло — распространенные примеры жидких диэлектриков.

Применение диэлектрических материалов

Некоторые области применения диэлектриков следующие:

  • Они используются для хранения энергии в конденсаторах.
  • Для улучшения характеристик полупроводникового прибора используются диэлектрические материалы с высокой диэлектрической проницаемостью.
  • Диэлектрики используются в жидкокристаллических дисплеях.
  • Керамический диэлектрик используется в генераторе диэлектрического резонатора.
  • Тонкие пленки титаната бария-стронция являются диэлектриками, которые используются в перестраиваемых микроволновых устройствах, обеспечивая высокую настраиваемость и низкий ток утечки.
  • Парилен, используемый в промышленных покрытиях, действует как барьер между субстратом и внешней средой.
  • В электрических трансформаторах минеральные масла используются в качестве жидкого диэлектрика и помогают в процессе охлаждения.
  • Касторовое масло используется в высоковольтных конденсаторах для увеличения значения емкости.
  • Электреты, специально обработанный диэлектрический материал, действует как электростатический эквивалент магнитов.

Часто задаваемые вопросы

1). Какая польза от диэлектрика в конденсаторах?

Диэлектрики, используемые в конденсаторе, помогают уменьшить электрическое поле, которое, в свою очередь, снижает напряжение, тем самым увеличивая емкость.

2). Какой диэлектрический материал широко используется в конденсаторах?

В конденсаторах широко используются такие диэлектрические материалы, как стекло, керамика, воздух, слюда, бумага, пластиковая пленка.

3). Какой материал имеет самую высокую диэлектрическую прочность?

Отмечено, что идеальный вакуум имеет наивысшую диэлектрическую прочность.

4). Все ли изоляторы диэлектрики?

Нет, хотя диэлектрики ведут себя как изоляторы, не все изоляторы являются диэлектриками.

Таким образом, диэлектрики составляют важную часть конденсаторов. Хороший диэлектрический материал должен иметь хорошую диэлектрическую постоянную, диэлектрическую прочность, низкий коэффициент потерь, высокотемпературную стабильность, высокую стабильность при хранении, хорошую частотную характеристику и должен быть адаптирован для промышленных процессов. Диэлектрики также играют жизненно важную роль в высокочастотных электронных схемах. Измерение диэлектрических свойств материала дает информацию о его электрических или магнитных характеристиках. Что такое диэлектрическая проницаемость?

Разница между диэлектриком и конденсатором

Конденсатор — это электрическое устройство, которое накапливает электрический заряд, а диэлектрик — это материал, не пропускающий ток.Диэлектрики часто называют изоляторами, поскольку они противоположны проводникам. Все электроны в диэлектрическом материале прочно связаны со своим родительским ядром, поэтому свободные электроны не могут переносить ток. Таким образом, электрическая проводимость диэлектриков очень низкая. Давайте внимательно посмотрим, как они связаны друг с другом и чем они отличаются по функциям, свойствам и использованию.

Что такое диэлектрик?

Диэлектрик — это изолирующий материал с плохой проводимостью электрического тока, но эффективно поддерживающий электростатические поля.Это среда или вещество, способное выдерживать высокое электрическое напряжение без заметной проводимости. При приложении напряжения энергия в виде электрического заряда удерживается диэлектриком. Большая часть этой энергии сохраняется при снятии напряжения. Диэлектрический материал представляет собой более или менее изолирующий материал, который становится поляризованным при контакте с электрическим полем. Как и любой материал, диэлектрик представляет собой совокупность ионов с положительными и отрицательными зарядами, которые уравновешивают друг друга, обеспечивая электрическую нейтральность.Из-за диэлектрической поляризации положительные заряды смещаются в направлении электрического поля, а отрицательные заряды смещаются в направлении, противоположном полю.

Что такое конденсатор?

Конденсатор — это двусторонний электрический компонент, состоящий из пары проводников, разделенных диэлектрическим изолятором. Это один из основных пассивных компонентов, способных накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Их особенность делает их способность накапливать электрическую энергию.Конденсатор — это один из трех основных компонентов схемы, наряду с резисторами и индукторами. Он удерживает электрический заряд, когда на него подается напряжение, и высвобождает заряд по мере необходимости. Конденсаторы повсеместно используются на высокоскоростных печатных платах, но инженеры часто не полностью понимают их электрические характеристики. Хотя конденсаторы различаются по размеру и форме, основная конфигурация остается той же, то есть два проводника несут одинаковые, но противоположные заряды. Конденсаторы в основном характеризуются материалом, из которого изготовлен их диэлектрик: переменный воздух, бумага, слюда, керамика, пластик, оксид титана и электролитический.

Разница между диэлектриком и конденсатором

  1. Основы диэлектрических стихий Конденсатор

— Диэлектрик — это изолирующий материал с плохой проводимостью электрического тока, но эффективный поддерживающий электростатические поля. Это среда или вещество, способное выдерживать высокое электрическое напряжение без заметной проводимости.

Конденсатор, с другой стороны, представляет собой двусторонний электрический компонент, состоящий из пары проводников, разделенных диэлектрическим изолятором.Это один из основных пассивных компонентов, способных накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Конденсатор — это один из трех основных компонентов схемы, наряду с резисторами и индукторами.

  1. Функция диэлектрических стихий Конденсатор

— Конденсаторы используются в большинстве электрических цепей для хранения электроэнергии и возврата энергии в цепь при необходимости. Проще говоря, основная функция конденсатора — хранить энергию.Существуют разные формы конденсаторов, которые можно использовать для выполнения различных функций в разных схемах.

Диэлектрические материалы имеют очень высокое удельное сопротивление по сравнению с проводниками, поэтому они используются для разделения проводников с разными потенциалами, например обкладок конденсаторов или линий электропередач. Когда между заряженными пластинами помещается диэлектрик, емкость системы увеличивается.

  1. Свойства диэлектрических стихий Конденсатор

— Диэлектрики — это неметаллические материалы с высоким сопротивлением и очень большой запрещенной зоной.Диэлектрическая постоянная материала определяет способность конденсатора накапливать энергию при приложении к нему напряжения. Все электроны в диэлектрическом материале прочно связаны со своим родительским ядром. В отсутствие свободных электронов, переносящих ток, электрическая проводимость становится очень низкой.

Свойство конденсаторов заключается в том, чтобы накапливать энергию в электрическом поле и увеличивать и усиливать эффект емкости. Емкость — это свойство конденсатора, которое сопротивляется изменению напряжения на нем.

  1. Применения диэлектрика и конденсатора

— Конденсаторы чаще всего используются для накопления энергии. Конденсаторы обычно используются в электронных схемах для различных задач, таких как обеспечение гибких возможностей фильтрации, сглаживания, накопления энергии, снижения шума, настройки схемы и многого другого. Конденсаторы дополнительно используются в приложениях для согласования мощности, связи или развязки сигналов, дистанционного зондирования и сглаживания источников питания.

Основное применение диэлектриков — изготовление конденсаторов.Диэлектрический материал имеет очень высокое удельное сопротивление, поэтому используется для разделения проводников с разными потенциалами, таких как пластины конденсатора или линии электропередач.

Диэлектрик и конденсатор: сравнительная таблица

Сводка диэлектрических стихов Конденсатор

Конденсатор — один из самых основных пассивных компонентов, способных накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Свойство конденсаторов заключается в том, чтобы накапливать энергию в электрическом поле и увеличивать и усиливать эффект емкости.Он состоит из двух проводящих пластин, разделенных изоляционным материалом, называемым диэлектриком. Диэлектрик — это просто еще один термин для обозначения изолятора. Как и любой материал, диэлектрик представляет собой совокупность ионов с положительными и отрицательными зарядами, которые уравновешивают друг друга, обеспечивая электрическую нейтральность. Основным свойством диэлектрического материала является его способность выдерживать высокие электрические нагрузки, рассеивая при этом минимальную энергию в виде тепла.

Сагар Хиллар — плодовитый автор контента / статей / блогов, работающий старшим разработчиком / писателем контента в известной фирме по обслуживанию клиентов, базирующейся в Индии.У него есть желание исследовать разноплановые темы и разрабатывать высококачественный контент, чтобы его можно было лучше всего читать. Благодаря его страсти к писательству, он имеет более 7 лет профессионального опыта в написании и редактировании услуг на самых разных печатных и электронных платформах.

Вне своей профессиональной жизни Сагар любит общаться с людьми из разных культур и происхождения. Можно сказать, что он любопытен по натуре. Он считает, что каждый — это опыт обучения, и это приносит определенное волнение, своего рода любопытство, чтобы продолжать работать.Поначалу это может показаться глупым, но через некоторое время это расслабит вас и облегчит начало разговора с совершенно незнакомыми людьми — вот что он сказал ».

Последние сообщения Сагара Хиллара (посмотреть все)

: Если вам понравилась эта статья или наш сайт. Пожалуйста, расскажите об этом. Поделитесь им с друзьями / семьей.

Cite
APA 7
Хиллар, С. (10 июня 2019 г.). Разница между диэлектриком и конденсатором. Разница между похожими терминами и объектами.http://www.differencebetween.net/science/physics-science/difference-between-dielectric-and-capacitor/.
MLA 8
Хиллар, Сагар. «Разница между диэлектриком и конденсатором». Различия между подобными терминами и объектами, 10 июня 2019 г., http://www.differencebetween.net/science/physics-science/difference-between-dielectric-and-capacitor/.

Диэлектрическая проницаемость и ее влияние на свойства конденсатора — Блог пассивных компонентов

источник: блог Capacitor Faks

Типичный конденсатор состоит из двух проводящих пластин и непроводящего диэлектрического материала.Диэлектрический материал разделяет две проводящие металлические электродные пластины. Приложение напряжения к электродным пластинам конденсатора вызывает электрическое поле в непроводящем диэлектрическом материале. Это электрическое поле хранит энергию. Диэлектрическая проницаемость, также известная как относительная диэлектрическая проницаемость, является мерой способности материала накапливать электрическую энергию и является одним из ключевых свойств диэлектрического материала.

Емкость конденсатора с параллельными пластинами является функцией расстояния между пластинами, площади пластины и постоянной диэлектрического материала.Увеличение площади пластины и диэлектрической проницаемости приводит к увеличению емкости, в то время как увеличение расстояния между пластинами приводит к уменьшению емкости. Различные диэлектрические материалы имеют разную диэлектрическую проницаемость.

Влияние диэлектрической проницаемости на характеристики конденсатора

Диэлектрический материал конденсатора поляризуется при приложении напряжения. Этот процесс уменьшает электрическое поле и заставляет отрицательно заряженные электроны немного сдвигаться к положительному выводу.Хотя электроны перемещаются недостаточно далеко, чтобы вызвать протекание тока, этот процесс создает эффект, который имеет решающее значение для работы конденсаторов. Удаление источника напряжения приводит к потере поляризации диэлектрического материала. Однако, если материал имеет слабые молекулярные связи, он может оставаться в поляризованном состоянии даже при удалении источника напряжения.

Конденсатор накапливает энергию в электрическом поле при приложении напряжения. Способность накапливать электрическую энергию варьируется от одного диэлектрического материала к другому.Количество электрической энергии, которую может хранить конденсатор, зависит от величины поляризации, возникающей при приложении напряжения. Материалы с высокой диэлектрической проницаемостью могут хранить больше энергии по сравнению с материалами с низкой диэлектрической проницаемостью. Электрическая восприимчивость материала — это мера легкости, с которой он поляризуется в ответ на электрическое поле. Хорошие диэлектрические материалы имеют высокую электрическую восприимчивость.

Диэлектрическая проницаемость — один из ключевых параметров, который следует учитывать при выборе диэлектрического материала для конденсатора.Эта постоянная измеряется в фарадах на метр и определяет величину емкости, которую может достичь конденсатор. Диэлектрические материалы с высокими диэлектрическими постоянными используются, когда требуются высокие значения емкости, хотя, как упомянуто выше, другие параметры, которые определяют емкость конденсатора, включают расстояние между электродами и эффективную площадь пластины.

Диэлектрическая проницаемость обычных диэлектрических материалов

Все материалы способны накапливать электрическую энергию при воздействии электрического поля.Емкость хранения варьируется от одного материала к другому. Диэлектрическая проницаемость материалов обычно указывается относительно диэлектрической проницаемости свободного пространства, обычно обозначаемой ϵ 0 . Диэлектрическая проницаемость вакуума обычно известна как абсолютная диэлектрическая проницаемость и относится к величине сопротивления, необходимой для образования электрического поля в вакууме. Абсолютная диэлектрическая проницаемость свободного пространства составляет приблизительно 8,85418782 × 10 -12 м -3 кг -1 с 4 A 2 .

Диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала относительно диэлектрической проницаемости свободного пространства называется относительной диэлектрической проницаемостью, обычно обозначаемой ϵ r, или диэлектрической постоянной. Следующее уравнение связывает абсолютную диэлектрическую проницаемость ( 0 ), относительную диэлектрическую проницаемость или диэлектрическую проницаемость ( r ) и диэлектрическую проницаемость материала ().

ϵr = ϵϵ0

В таблице ниже показаны диэлектрические постоянные обычно используемых диэлектрических материалов.

Материал Диэлектрическая проницаемость (относительная диэлектрическая проницаемость)
Воздух 1.0006
Оксид алюминия 8,5
Титанат бария-стронция 500
Керамический фарфор 4,5 — 6,7
Стекло 3,7 — 10
Слюда 5,6 — 8
Бумага 3,85
Полиэстер ПЭТ 3,3
Полипропилен 2,25
Оксид тантала 27.7


Изменения температуры вызывают неоднородности диэлектрической проницаемости диэлектрического материала и оказывают значительное влияние на диэлектрическую проницаемость материала. Например, повышение температуры вызывает уменьшение диэлектрической проницаемости, а диэлектрическая проницаемость материала резко падает, когда температура падает ниже точки замерзания.

При выборе диэлектрического материала для конденсатора также важно учитывать влияние частоты на свойства материала.Диэлектрическая проницаемость материала при воздействии электрического поля зависит от частоты источника напряжения. Когда материал помещается в статическое электрическое поле, диэлектрическая проницаемость, которую он демонстрирует, называется статической диэлектрической проницаемостью. Диэлектрическая проницаемость материала уменьшается с увеличением частоты источника напряжения.

Первичный привод сегодня находится в направлении миниатюризации схемы. Для производства миниатюрных схем требуются компоненты с меньшей занимаемой площадью.Диэлектрическая проницаемость конденсатора определяет достижимую емкость. Диэлектрические материалы с высокими диэлектрическими постоянными используются, когда требуются конденсаторы с меньшими физическими размерами.

Помимо диэлектрической постоянной, при выборе диэлектрического материала для конденсатора также важно учитывать диэлектрические потери, и диэлектрическую прочность . Диэлектрическая прочность — это мера напряжения, которое изолятор выдержит до того, как через него протечет ток.Диэлектрические потери относятся к энергии, которую диэлектрический материал рассеивает при приложении переменного напряжения.

Заключение

Диэлектрический материал используется для разделения проводящих пластин конденсатора. Этот изоляционный материал в значительной степени определяет свойства компонента. Диэлектрическая постоянная материала определяет количество энергии, которое конденсатор может хранить при приложении напряжения. Диэлектрический материал становится поляризованным при воздействии электрического поля.Когда возникает поляризация, эффективное электрическое поле уменьшается. Поскольку диэлектрическая проницаемость материала зависит от частоты и температуры, диэлектрическая проницаемость обычно задается при определенных условиях, обычно на низких частотах. Кроме того, диэлектрическая проницаемость материала обычно указывается относительно диэлектрической проницаемости свободного пространства.

Почему нельзя использовать в конденсаторе проводник вместо диэлектрической среды

Почему нельзя использовать в конденсаторе проводник вместо диэлектрической среды?

Конденсатору нужна емкость для хранения энергии, а это означает, что диэлектрический материал, обладающий свойством поляризуемости, проводящий материал превратит его в резистор.

Есть только два типа идеальных электрических материалов.

изоляторов и проводов.

изоляторы: все изоляторы диэлектрики, которые также являются конденсаторами. они хранят грузы.

проводников: все проводники имеют незначительную емкость, потому что подвижность электронов в проводниках (обычно в металлах) очень высока, так что электроны свободно перемещаются и отскакивают в зависимости от температуры. превышают абсолютный ноль и создают волны электронно-лучевых бригадных эффектов, движущихся в проводнике.электроны на самом деле не движутся со скоростью света в идеальном импульсе тока в проводнике, только цепочка или взмах рук в аудитории движется со скоростью света в этом диэлектрике. диэлектрик также контролирует скорость света, поэтому он движется медленнее в коаксиальном кабеле с высокой диэлектрической проницаемостью (тип 2/3 c)

, если вы запачкаете изолятор проводящей струей, упадет не только сопротивление, но и емкость, потому что вместо одной большой заглавной буквы у вас есть серия крошечных заглавных букв, соединенных последовательно, которые увеличивают их стоимость на единицу ширины в пространстве и выгружаются быстрее.

помните, что в большинстве приложений лучшие конденсаторы имеют не только самую низкую проводимость, самую низкую параллельную утечку или самое высокое сопротивление для номинального напряжения, но также лучшую проводящую поверхность с напыленной поверхностью для увеличения площади контакта и уменьшения последовательного сопротивления.

Означает ли это своего рода универсальную постоянную rc для материалов с разными поверхностями в одном и том же объеме, что означает разное количество слоев, параллельных или последовательных, дающих разные значения, если c?

Возьмите любое семейство диэлектриков и получите расчет c, esr, rleak и ts, tp для последовательных и параллельных утечек и посмотрите, почему вы обнаруживаете esr * c и посмотрите, какие из них являются лучшими или почти все идентичны? для заданного напряжения и типа диэлектрика.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *