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
-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 |
=П0-, |
||||||||||||||
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 |
. |