Файл: Воробей З.Ф. Физика диэлектриков. Диэлектрики в постоянном электрическом поле конспект лекций.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.08.2024

Просмотров: 129

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

-134 -

электропроводность, в о з д у х а .

В. других

 

г а з а х эта

равновесная,

концентрация

и н а я .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§

47.Подвинность

заряженных ч а с т и ц

в

г а з е

 

Удельная

гіроводимость г а з а

определяется

ооычной

форму­

лой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

У -

з а р я д

носителей

(чаще

в с е г о

и о н о в ) ;

 

 

 

 

 

По- концентрация ионов в

г а з е ;

 

 

 

 

 

 

U. -

подвижность

н о с и т е л е й .

 

 

 

 

 

 

 

 

Выясним, от

каішх

параметров г а з а

 

зависит

подвижность

носителей в нем. Под действием электрического

поля

заряженная

частица

ускоряется, проходите

свободно

 

некоторый

путь

Я , к о ­

торый

называется длиной

свободного п р о б е г а . В конце

этого

пути

заряженная

'частица

с т а л к и в а е т с я

с

нейтральной

молекулой,

теряет энергию,

затем

снова у с к о р я е т с я

и т . д .

Воспользовав ­

шись

известными

законами

механикіуэассчитаем скорость

частицы,

которую она накапливает к концу свободного, пути, поделив ее-на напряжеішость поля, найдем подвижность ( р и с . 40') -

 

электрон

 

 

молекула

 

 

 

Р и с . 4 0

 

 

 

 

Средняя

скорость

V

- ^° *, YF

-,

Va

- О,

'

Ï - время, в течение которого заряженная частица проходит

путь Л

. Это время определяется скоростью теплового хаот-и-

ч е с к о г о

дчшіеппя,

а

поэтому L

-

•-

 


 

 

 

 

 

 

 

 

- 135

-

 

 

 

 

 

 

 

 

/. о.

Ѵг =

 

Ш ".-

 

V

=

 

МЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m С

 

 

 

 

 

2тС

 

 

 

 

 

 

 

Подвижность

 

U

=

-}г

-

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£

 

2тС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из ыолекулярно - юшетическон тсорш. ш_ілииш,

что

 

 

 

Подставив эти

значения

в формулу для п о д ь ю ш е т ь ,

иолу і а^ и

 

 

 

 

 

 

 

 

gN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

~

ШТіггпй/5ÏÏTFT

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подвижность

зиряжекиых

частиц

л

г а з а х daimcr,^

о-і

э О ^ к т ь ы к ' -

го радиуса молекул

Z

,

от

глолскулярі.ого

Ü U

X

W Ä ' I

/V

i. ыѵ

т е ш е р а т у р ы

г а з а

 

Г

. Чей круш.сс- і.іо.'ісі:ули

г а ь а

;•,

чі.ч.і

,.ц.; .

ег о молекулярный

в е с

к

температура,

тс-;.і Ъ*ц.ии;

ііодиіиаши.'.1.

ионов. Такшл

 

образом,

удельная

нроаодшлиегь

£шоіі

р.ча-шчиа,

т . к . разліічиа

лодвилаюсть

і.оног.

в

них.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§

48

. Üübucw.i0o'i'b

ток;,

o'i

iita.pii..'.ohiyi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

l'aj и

 

 

 

 

 

 

 

 

Представим

себ е

газовші nj.-oi/.u.-yvu.,

і.а

.:.№',] іш

д и . с и . у і л

ВиешНИЙ МОІВіЗИруВДИЙ

'І*1ЛОр ШЦЦОиѴІ..'

Л/

 

 

V J . A : . 4 I

>

 

/

/

 

 

 

."ig

О

 

 

 

 

 

 

 

+

1

d

 

 

 

 

 

Г ь с . 4 1


 

 

 

 

 

 

-

136

-

 

 

 

 

 

 

' Мощность

ионизатора равна числу

заряженных ч а с т и ц , которые -,

.образуются в единицу времени в единице

объема

г а з а .

 

Когда

газовый

промежуток находится

под

напряжением,

ионы

в псы

исчезают

з а счет

рекомбинации

и

з а

счет

нейтрализации

па

э л е к т р о д а х .

Учитывал

это

о б с т о я т е л ь с т в о , д л я

стационарно - .

іо

состояния

г.іокно записать

следующее

уравнение:

 

 

 

 

 

 

 

N-sd =' N'+exnJ-s-d

 

 

 

 

 

где

 

NS

d

~

число заряженных

частиц

в

объеме

г а з о в о г о

 

 

 

 

 

промежутка;

Ç

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

' -

число конов,

'ушедших

на

электроды

іфіі

п р о т е к а ­

 

 

 

 

 

нии т о к а ;

 

 

 

 

 

-

 

,

 

OCfloSd- число

лонов,

рекомбинирующих в

объеме г а з о в о г о

 

 

промежутка.

.

;

Здесь

О. -

коэсіфщізент

рекомбинации.

 

Число ионов, ушедших на электроды, можно выразить приме ­

нением

тока

к заряду иона

 

 

 

і=9"';

/

v

' -

f

 

 

 

 

'•

;

;

Подставигл вместо N

эту

дробь

и

разделим

в с е

члены

н а

 

 

площадь

S

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соотношение мез-эд •члепаш,стоящими

с п р а в а ,

'зависит от

н а п р я -

 

 

кештасти поля и меняется при увеличении

п о л я .

 

 

 

 

 

При очень милой

напряженности

поля

скорость

упорядочен ­

 

 

ного д ш а - и я -заряженных -частиц

очень

мала

и

они исчезают, •

 

 

главным

о б р а з о м , s a

с ч е т рекомбннащг ..

Поэтому

можно с ч и т а т ь ,

 

 

что

anjd

 

' к что

A/d

=

ап„га.

 

 

 

Из э т о г о р а в

е н с т в а ш получаем, что

концентрация

.заряжеішых

частиц/7«, нрц

S'sy-x. .> олозг-jvs. о с т а е т с я

постоянной и

равной


Шютность тока

J -l)0*Ç+ Ц +ß>.C. V. клг,, считан, что

not

0-,

запишем:

 

j

= n0Ç(

 

U < +

U.)E

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

j

 

=ffç(U*+U-)E.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В слабом

электрическом

поле

плотность

тока в

г а з е

пропорци­

ональна

 

напряженности

поля,

п р и е м

у

=

 

 

 

 

 

 

Удельная

проводимость

г а з а

зависит от.мощноеіи

ішііі.шиго

ионизіфующего

фактора .

При

нормальных

условиях• f

- W

Qu M -

При

некоторой

напряженности

поля,

когда скорость

ионов

с т а ­

новится

 

значительной,

уменьшается

вероятность

риіоыоннаціп.,

т . к .

ионы движутся

в

противонологлшх

наіірашк-НЕях.

 

 

 

При

 

этих условиях

член

G По

d

< <

^

 

 

У

Nd'-'ji

•т.е.

у

= Ngd

- const.'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плотность тока

д о с т и г а е т насыщения

- п е р е с т а е т

ЗІ.Ш*.ССТЬ

ОТ

нЕшряженности

полк .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И З

 

ПОЛуЧеШіОЙ

б.Орі.іуЛП

СЯЬ*/6'Г,

ЧѴО Ш І С І hCC'J'b

'HH-ïl

насыщения пул: постоянной

мощности

ііОт:м;рувді.ѵо

I\:J-:TO|.<.

;.;u.i.-

еит от расстояния м&дцу электроди'.;. .

 

 

 

 

 

 

При

d

•= I

см насыщение наступает

іц..

£ -

о " И ~ °

В/ЧЛ-І.

заканчивается

при

Е =

3u|jjjf , тогдг., коі-дс. ьачі .іихгсп

ударна»

ионизация,

гіа

р и с . 42

 

п о к а з а н а

завнеп.мисі-л

іиюѵііосѵ» ГОКІ..'

от напряжснносі . поля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ Г <


 

 

 

 

 

 

 

 

-

138

-

 

 

 

 

 

 

 

.

 

При

ооичных

рабочих

условиях

 

г а з р а б о т а е т

в условиях насы ­

 

щения

і: при

этом он

я в л я е т с я

хорошим

диэлектриком.

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 49Электропроводность

жидких

диэлектриков

 

 

 

 

Хорошо

 

очищенные

етідкие

 

диэлектрики

имеют небольшую

\

 

удельную' электропроводность .

 

Однако, реальные

жидкости

( тран^

 

сформаторное масло, органические растворители) содержат

п р и - \

 

поен, поэтому

их

удельная

проводимость не

я в л я е т с я константой

 

т . к .

 

з а в и с и т ' о т

пріфоды примесей

и

их

количеств а

. Влага

в

 

этом

 

случае

 

я в л я е т с я

также ,иримесью,

которая

р е з к е уволичи -

 

•вает удельную.проводимость'.жидких

диэлектриков .

 

 

 

 

 

. В свяоп

с э х ш

.для я і д к к х диэлектриков

различают

с о б с т в е н ­

ную к

прнлесную

электропроводности .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 50 . Собственная

электропроводность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лиідішх

диэлектриков

 

 

 

 

 

 

 

 

Собственная

электропроводность

жидких диэлектриков

 

 

обусловлена

 

деккскизы

КОИОЗ4

образовавшихся

и з - з а диссоциа ­

 

ции

ег о і.юлекул.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Степень ДЫССОЦІІОЦІІ. чотноічеыге -і;.сла дкссоцикроваішых

 

молекул к общему числу ілолегул в кидкостк)

зависит от

д и э ­

 

лектрической прогащаекости . .Чем больше диэлектрическая ітрони-

 

цскалосѵъ

зддкото

дц-злоктрыкг,

тем

больше

степень

диссоциа -

 

s,

КоличесѵвешіОй

зирадоыге

доя лоішой

электропроводности

 

^.дкост:-; пол/чаіот La

осноьгш.:: предо гадлршШ

о характере

 

 

теллооол'о

Л"і::;сг;^л

у.

ы.Гі.

"

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

КЫОТІ,4«scK&» теория ;лйкос ѵ ей

была р а а в и і ф i î , ФРМІКМШ/І.

 

 

 

Cov - чи'о і:одо:^і:;*,і О-А'СЙ теории зоклхпавдег! s

аяед^твщем.

 

Часть

- .

 

 

-L.o.isiv-u: .;.ЭД':ост-. ежзк-а

с

-сосе-дкиш іюявфіею

.