Reja: Asosiy tushunchalar. Gazlarning elektr o’tkazuvchanligi

Gazlarda elektr o’kazuvchanlik


Reja:


1. Asosiy tushunchalar.
2. Gazlarning elektr o’tkazuvchanligi.



J =nq A / m²
Jismda elektr zaryadlarining tartibli harakati elektr tokini hosil qiladi. Zaryadlarning bunday tartibli harakati elektr maydon kuchlanganligi ta’sirida vujudga keladi. Dielektrikda elektr o’tkazuvchanlik uning tarkibidagi erkin zaryadlar hisobiga sodir bo’ladi. Hajm birligidagi n ta zaryad eltuvchisi bo’lgan va zaryad qiymati q ga teng bo’lgan dielektrikka tashqi elektr maydoni (E) ta’sir ettirilsa, shu elektr maydon ta’sirida zaryad kuch chiziqlari yo’nalishida ma’lum tezlik  oladi. Jismning ko’ndalang yuzasidan vaqt birligida o’tadigan elektr miqdori, ya’ni tok zichligi:


yoki
 = I / ekanligini hisobga olsak:

J = E 

Bu yerda: -solishtirma elektr qarshiligi, Omm ; - solishtirma elektr o’tkazuvchanlik, sm/m.

Jism elektr o’tkazuvchanligi elektronli, ionli (yoki elektrolitik) va millionli (yoki elektroforetik) ko’rinishlarga egadir. Dielektriklarda asosan ionli elektr o’tkazuvchanlik kuzatiladi. Odatda, dielektrik oz bo’lsada ma’lum miqdordagi elektr tokini o’zidan baribir o’tkazadi. Bu esa erkin zaryad eltuvchilar mavjudligi bilan tushuntiriladi.
Izolyatsiya materiali odatda juda katta solishtirma qarshilikka ega bo’ladi. Bu qiymat qancha yuqori bo’lsa, dielektrikdan shuncha kam miqdorda elektr toki o’tadi. Bunday xossaga ega dielektriklar yuqori sifatli hisoblanadi. Elektr maydoni ta’sirida gaz, suyuqlik va qattiq holatdagi dielektriklardan qandaydir miqdorda elektr toki o’tib, dielektrikda elektr energiya isrofi kuzatiladi. Bunday isroflarni aniqlashda dielektriklarning elektr o’tkazuvchanligini o’rganish katta amaliy ahamiyatga egadir. Elektr o’tkazuvchanlikni o’rganishda izolyatsiya materialidan yasalgan va metall elektrodlar bilan jihozlangan (3-rasm) namunali kuchlanish beriladi. Namuna asosan yassi taxtacha shaklida tayyorlanib, elektrodlar uning bir yoki qarama-qarshi ikki yuzasiga o’rnatiladi. Dielektrikning hajmiy qarshiligini aniqlash uchun elektr toki namunaning hajmi bo’icha o’tkaziladi va elektrodlar qarama-qarshi yuzaga o’rnatiladi. Mazkur elektrodlar galvanometr orqali elektr manbaiga ulanadi. Dielektrikning yuza qarshiligini aniqlashda esa elektrodlar namunaning bir yuzasiga o’rnatilishi mumkin.

Dielektrikka o’zgarmas kuchlanish ulangandan so’ng ma’lum vaqt (bir minut) o’tgandan so’ng, tok o’zining qandaydir o’zgarmas qiymatiga erishadi va ut ok ichki tok (I_ich) deyiladi. Dielektrikning qarshiligi ® berilgan kuchlanish (U) ga to’g’ri proporsional, dielektrikdan ya’ni dielektrikning umumiy qarshiligi bir-biriga parallel o’tayotgan ichki tokka esa teskari proporsional bo’ladi:

, Om




Dielektrikning elektr o’tkazuvchanligi, aksincha, qarshilikka teskari proporsionaldir:



Dielektrik sirti bo’ylab o’tadigan tokni sirt toki (I_S) deb atalib, bu tok miqdorining hajmiy tok I miqdori bilan yigindisi esa dielektrikdan o’tadigan umumiy tok (I_y) ni tashkil etadi:

, A

bunda

Dielektrik orqali o’tayotgan ichki va yuza tok oqimlari




Dielektrikning umumiy elektr o’tkazuvchanligi quyidagicha aniqlanadi:






yoki
ya’ni dielektrikning umumiy qarshiligi bir-biriga parallel ravishda ulangan xajmiy va yuza qarshiliklar yig’indisidan iborat bo’ladi¹.

Ko’ndalang kesim yuzasi S va uzunligi h bo’lgan dielektrikning hajmiy qarshiligi R quyidagi ifodadan aniqlanadi:

, Om.


, Omm
Dielektrikning solishtirma yuza qarshiligi esa:
Xalqaro birliklar sistemasi (SI) ga asosan bu qarshilik Omm yoki Ommm²/ m birliklarda olinadi: 1 Omm=100 Omsm=10⁶ Ommm²/ m=10⁶ mk Omm=10⁸ mk Omsm.
Dielektrikning solishtirma yuza qarshiligi elektrodlar o’zaro teng va yuzaga parallel ravishda o’rnatilganda:

, Оm

(7)

bunda: R_s- dielektrikning yuza qarshiligi, Om; d-elektrodning uzunligi, m; I-mazkur elektrodlar orasidagi masofa, m.

Fotoionlashish deb, molekulalarning uyg’ongan holatidan asl holatiga o’tishi tushuniladi. Bu jarayonda ma’lum miqdordagi energiya nurlanishga sarf bo’ladi. Nur molekulaga ta’sir etib, yangidan-yangi erkin zaryad eltuvchilarni keltirib chiqaradi. Urilish ionlashishi va fotoionlashish jarayonlari bir vaqtning o’zida sodir bo’ladi.
Izolyator sirtining holatini baholash uchun uning solishtirma sirt o'tkazuvchanligi va solishtirma hajm o'tkazuvchanligi aniqlanadi. ning qiymati quyidagi formula bilan topiladi:

bu yerda - izolyatorning qarshiligi; izolyatorning shakl koefitsiyenti.

qarshilik qiymati izolyator iflos qatlamini to'yinishi holatigacha namlangan holat uchun aniqlanadi va bu qarshilik izolyator sirt qirshiligining minimal qiymatiga mos keladi. Namlash solishtirma hajm o'tkazuvchanligi dan yuqori bo'lmagan namli kichik zarrachalar bilan amalga oshiriladi
Nam oqim izolyator iflos qatlamini buzmasligi lozim.

Ig p_t =Ig p₂₀ -(t – 20⁰C).

Zondning elektrodlari orasidagi ifloslangan qatlamning solishtirma sirt o'tkazuvchanligi

formula bilan aniqlanadi.

Bu yerda - zondning shakl koeffitsiyenti; - zondning elektrodlari orasidagi ifloslangan qatlam qarshiligining o'lchangan minimal qiymati, MOm.

Har bir zonadagi ifloslangan qatlam solishtirma sirt o'tkazuvchanligining o'rtacha qiymati
Agar ionlashtirilgan gaz o’zaro parallel joylashgan ikkita yassi elektrod oralig’ida bo’lib, bu elektrodlarga kuchlanish berilsa, mazkur kuchlanish ta’sirida ionlar maydon yo’nalishi tomon siljiydi va zanjirdan tok o’ta boshlaydi. Bunda ionlarning bir qismi elektrodlarda neytrallanadi, qolgan qismi esa rekombinatsiya hisobiga yo’qoladi. Kuchlanish oshirib borilsa, ionlar elektrodlarga tomon yo’naladi va rekombinatsiya qilishga ulgurmaydilar. Bunda, gaz oralig’idagi barcha ionlar kuchlanishining ma’lum qiymatida faqat elektrodlarda zaryadsizlanadi
To’yinish toki (U_t U_i oralig’idagi o’zgarmas tok) normal sharoitdagi havo uchun elektrodlar oraligi 10 mm va maydon kuchlanganligi 0,60 V/m bo’lganda sodir bo’ladi. Bu tok qiymati havoda juda kam bo’lib, taxminan 10^-15 A/m² ga teng bo’ladi. Shu sababli, urinish ionlashishi sodir bo’ladigan holatga qadar havo yaxshi dielektrik hisoblanadi. Urilish ionlashishi sodir bo’lganda gazlarda mustaqil elektr o’tkazuvchanlik hosil bo’ladi.

Kuchlanishning U_i qiymatidan yuqori holatlarida va kuchlanish o’sishi bilan tok keskin o’sa boshlaydi. Havoda bu holat maydon kuchlanganligi E_i  10₅ –10₆ V/m ga teng bo’lgan paytda sodir bo’ladi.
Adabiyotlar
1. T.K. Basak. Electrical engineering materials. New Age Intenational, Nil edition. USA, 2009. 24-28 bet.

1