Mavzu: Dielektriklarda elektr maydon

Suyuq dielektriklarning elektr o‘tkazuvchanligi
Suyuqlikning elektr o‘tkazuvshanligi uning molekula tuzilishi va tarkibidagi qo‘shilmalarga bog‘liq. Suyuqlik molekulalari ionlashmagani uchun, ularning elektr o‘tkazuvchanligiga qo‘shimcha (nam, tuz, ishqor, kislota va hakozo) larning ta’siri katta bo‘ladi. Qutbli suyuqliklar katta elektr o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lib, ularning dielektrik gi ortishi natijasida dielektrikning elektr o‘tkazuvchanligi ham ortadi, o‘ta qutbli suyuqliklar yuqori elektr o‘tkazuvchanlikka egaligi sababli, bunday suyuqliklar ionli o‘tkazuvchanlikka ega o‘tkazgichlar deb qaraladi. Suyuq dielektriklarning solishtirma o‘tkazuvchanligi haroratga uzviy bog‘langan bo‘lib, haroratning ortib borishi bilan uning qovushqoqligi kamayadi. Oqibatda ionlarning siljuvchanligi ortib, suyuqlikning o‘tkazuvchanligi ortadi. Suyuq dielektriklarning solishtirma o‘tkazuvchanligi:
(18)
Bu yerda A, a- berilgan suyuqlikni ifodalaydigan o‘zgarmas kattaliklar. Qutbli dielektriklar qutbsiz dielektriklardan o‘zining katta o‘tkazuvchanligi bilan farq qiladi. Suyuq dielektriklarda p-solishtirma qarshilikning qiymati kamayishi bilan, uning singdiruvchanligi keskin ortadi.

4. 
   Qattiq dielektriklarning elektr o‘tkazuvchanligi
   

Qatttiq jismlarning elektr o‘tkazuvchanligi ularning tarkibidagi ionlarning yoki boshqa zarralarning siljishi hisobiga sodir bo‘ladi, ba’zi qatiq jisimlarda esa o‘tkazuvchanlikni erkin elektronlar keltirib chiqaradi. Kuchli elektr maydon ta’sirida jismda elektronli elektr o‘tkazuvchanlik turi Faradey qonunini qo‘llash orqali tajriba yo‘li bilan aniqlanadi. Ion tuzilishli dielektriklarda elektr o‘tkazuvchanlik asosiy issiqlik harakat ta’sirida ozod bo‘ladigan ionlar siljishi hisobiga ro‘y beradi. Past harakatda kiristal panjarada bo‘sh bog‘langan ionlar, hususan qo‘shimchalarining ionlari siljiydi. Atom yoki molekula panjarali dielektrikning o‘tkazuvchanligi qo‘shimchalar hisobiga ro‘y beradi. Bu holda uning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi juda kichik qiymatni tashkil etadi. Dielektrikdagi elektronlarning siljuvchanligi ancha yuqori bo‘ladi. Ion strukturali dielektrikning elektr o‘tkazuvchanligi quyidagi ifoda orqali aniqlanadi:
(19)
Bu yerda : b=(W₀ +W_c )k; W₀ –ionlarni ozod etish energiyasi; b- koeffisient (qattiq jismlarda b=10000 – 22000 Kga teng); T- harorat,k=1.38∙10²³ J/K Bol’sman doimiysi. (16)ga asosan, dissosasiya va siljish energiyalari qancha katta qiymatga ega bo‘lsa, solishirma elektr o‘tkazuvchanlik bilan harorat shuncha kuchli ravishda o‘zgaradi. Ion panjarali kristall tuzilishga ega jismlarda elektr o‘tkazuvchanlik ion valentligi bilan bog‘liqdir. Bir valentli ion kristallarning elektr o‘tkazuvchanligi ko‘p valentli ionli kristallarga nisbatan yuqori bo‘ladi. Masalan, NaCl kristallining elektr o‘tkazuvchanligi MgO yoki Al₂O₃ kristallarining elektr o‘tkazuvchanligiga qaraganda yuqori bo‘ladi. Organik qutbsiz amorf dielektrik (polistrol va hokazo) ning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi ancha kichikdir. Shishaning elektr o‘tkazuvchanligi uning kimyoviy tarkibiga bog‘liq bo‘lganligi sababli mazkur qiymatni texnologik jarayonda boshqarish mumkin bo‘ladi. Agar dielektrikka elektr maydon ta’sir ettirilsa, dielektrik asta-sekin qiziy boshlaydi, chunki ta’sir etayotgan energiyaning bir qismi uning qizishiga sarf bo‘ladi. Qizishga sarf bo‘ladigan elektr quvvati dielektrikdagi isrof yoki dielektrikdagi energiya sochilishi deyiladi. Dielektrikdan ichki tok o‘tishi natijasida undagi elektr energiyasining isrofi o‘zgarmas va o‘zgaruvchan kuchlanish ta’sirida ro‘y beradi.
O‘zgarmas kuchlanish ta’sirida jismda davriy qutblanish kuzatilmagani sababli dielektriklardagi energiya isrofi uning solishtirma yuza va hajmiy qarshiligiga bog‘liq bo‘ladi. O‘zgaruvchan kuchlanishda dielektrikda ichki toklardan tashqari qo‘shimcha sabablar vujudga kelib, undagi elektr energiyasi isrofi ortadi.Elektr maydonida joylashgan dielektrikda sarflanadigan quvvat miqdorini aniqlash uchun dielektrikdagi isrof burchagi yoki shu burchak tangensi dan foydalaniladi. Elektrotexnikada sinusoidal tokli elektr zanjiri eng ko‘p tarqalgan. Sinusoidal tok kuchlanishi o‘z shaklini saqlagani holda o‘zgarishi mumkinlgi bilan o‘zgarmas tokdan farq qiladi. O‘zgaruvchan tok turli usullarda hosil qilinadi. Bunday usullardan eng oddiysi generator yordamida tok hosil qilishdir. Dielektrik isrof burchagi deb, sig‘imli zanjirdagi kuchlanish va tokning fazaviy siljish burchagi 90⁰ gacha to‘ldiradigan burchakka aytiladi. Dielektrikda energiya isrofi qancha katta bo‘lsa, fazaviy siljish burchagi shuncha kichik va burchak yoki uning funksiyasi shuncha katta bo‘ladi. Jismning agregat holati (gaz, suyuq va qattiq) ga qarab, undagi dielektrik isrofning tabiati turlicha bo‘ladi. Dielektrik isrofni ifodalaydigan vektor diagramma 8-rasmda ko‘rsatilgan.
C va R o‘zaro ketma-ket ulangan holat uchun faol quvvat:
(20)
(21)
Bu erda, z-to‘la qarshilik.
Xuddi shuningdek, sig‘im va qarshilik o‘zaro parallel ulangan zanjir uchun:
(22)
(23)
Izolyasiyasi o‘ta qizib ketishining oldini olish maqsadida qiymati kichik bo‘lgan dielektrik tanlab olinadi. ni aktiv(I_a) va reaktiv (I_c) tok qiymatining nisbati orqali ham topish mumkin. Dielektrikning sifatligi (Q) isrof burchagi tangensiga teskari proporsional kattalikdir:
(25)
Dielektrikning sifati qancha yaxshi bo‘lsa ning qiymati shuncha kichik bo‘ladi: =2∙10⁴-5∙10 Dielektrikning turli qismidagi quvvat isrofini aniqlash uchun uning solishtirma isrof qiymtini bilish kerak:
(26)
Bunda -solishtirma isrof, Bt/m³; -burchak chastotasi; Ye- elektr maydon kuchlanganligi, B/m; V-dielektrikning hajmi, m³.
Dielektrikda quvvat isroflar 4 xil bo‘ladi:

1. 
   Qutblanish tufayli sodir bo‘ladigan quvvat isroflar.
   
2. 
   O‘tkazuvchanlik tufayli sodir bo‘ladigan quvvat isroflar.
   
3. 
   Ionlashish sharoitida sodir bo‘ladigan quvvat isroflar.
   
4. 
   Bir jinsli bo‘lmagan jismlarda sodir bo‘ladigan isrof quvvatlar.