Электротехнические материалы Электрофизические характеристики материалов. Электропроводность. - презентация

1

2 Электротехнические материалы Электрофизические характеристики материалов. Электропроводность.

3 Литература n Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы: учебник для вузов. - 7-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, с. n Справочник по электротехническим материалам: В 3 т. Т.1/ Под ред Ю.В.Корицкого и др.- 3-е изд., перераб. - М,: Энергоатомиздат, с.; Т.2/ Под ред Ю.В.Корицкого и др.- 3-е изд., перераб. - М,: Энергоатомиздат, с.; Т.3/ Под ред Ю.В.Корицкого, В.В.Пасынкова, Б.М.Тареева.- 3-е изд., перераб. - Л.,: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, с. n Материаловедение: учебник для ВУЗов (любой, можно Шишкин, Чередниченко и др.).

4

5

6

7

8 Удельное электрическое сопротивление - [ ] l Ом Омм

9

10

11 Металлы

12 Диэлектрики и полупроводники

13

14

15

16

17 НИЗКОВОЛЬТНАЯ ПРОВОДИМОСТЬ n Появление носителей заряда за счет диссоциации заряда за счет диссоциации = K D n = K D n ~ n e -W/kT ~ n e -W/kT K D - константа диссоциации K D - константа диссоциации n - плотность молекул, - частота колебаний электрона в молекуле (~ /сек), W - энергия ионизации, k - постоянная Больцмана, Т - температура. При комнатной температуре kT ~ 1/40 эВ. W = e 2 /(4 0 (R 1 +R 2 ))

18 КУДА ДЕВАЮТСЯ ЗАРЯДЫ? nРn Рекомбинация электрона с ионом, либо иона с ионом, либо иона с электродом = - K r n i 2 где K r коэффициент рекомбинации В равновесии n i =(n /K r ) 1/2 e -W/2kT или n i =(n K D /K r ) 1/2 Для жидких диэлектриков K r ~ м 3 /сек

19

20

21 Электрогидродинамические процессы Если в жидкости есть объемный заряд и на нем падает напряжение более 100 В, то возникают ЭГД-струи в которых движутся ионы. Область существования Ом.см Ом.см ЭГД-подвижность примерно в 10 раз превосходит подвижность ионов в слабых полях и практически не зависит от сорта ионов. эгд ~ ( ) м 2 /(В c), эгд ( 0 ) 1/2 3

22

23 Электролиты n Сильный электролит – соляная кислота. Реакция сильно сдвинута в правую сторону n HCl H + +Cl - n Слабый электролит – уксусная кислота. Реакция сильно сдвинута в левую сторону n H 3 CCООH H + + H 3 CCОО -

24 Примеры значений удельного сопротивления Класс материала Проводники ρ = …10 -6 Ом × м Полупроводники (слабо проводящие материалы) ρ = …10 +6 Ом × м Диэлектрики ρ = … Ом × м Наименование материала Тип электропроводности ρ, Ом × м Серебро электронная 0, Алюминий электронная 0, , Нихром электронная Кремний электронная 1, , Раствор NaCl 5% ионная Влажная глина миллионная Кабельное масло ионная Парафин ионная …10 11 Полиметилметакрилат ионная …