tuilshral0-lekts-9-10-11

www.zaluu.com www.zaluu.com

Òóñãààðëàã÷ ìàòåðèàëûí ¿íäñýí øèíæ ÷àíàð, òóéëøðàë


Цахилгаан техникийн материалын цахилгааны үндсэн шинж чанар

Хөндийрүүлгийн нэвтрэмж

Эзлэхүүнийн болон гадаргуугийн хувийн эсэргүүцэл

Хөндийрүүлгийн алдагдлын өнцөг тангес дельта

Цахилгаан орны хүчлэг буюу цахилгаан даац

www.zaluu.com www.zaluu.com Цахилгаан техникийн материалуудыг цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадвараар нь ангилах нь Цахилгаан техникийн материалуудыг эзлэхүүний хувийн эсэргүүцлийн утгуудаар нь дараах 3 ангилалд хуваана I. Дамжуулагч /Проводниковые/ (эзлэхүүний хувийн эсэргүүцэл 10-2—10-2 ом.м)-металл түүний хайлш

II. Хөндийрүүлэгч /Диэлектрики/ (эзлэхүүний хувийн эсэргүүцэл 108—1018 ом.м)-тусгаарлагч материал

III. Хагас дамжуулагч /Полупроводники/ (эзлэхүүний хувийн эсэргүүцэл 10-2—108 ом.м)-диод, трансзистор г.м

Тусгаарлагчийн туйлшрал


1. Туйлт бус молекултай тусгаарлагчийн доторхи хоорондоо холбоотой 2 цэнэгийн уян хатан шилжилт хөдөлгөөнийг туйлшрал гэж нэрлэнэ E-Цахилгаан орны хүчлэг

Туйлт бус молекул

Туйлт бус молекулын туйлшрал

2. Туйлт молекултай тусгаарлагчийн доторхи хоорондоо холбоотой 2 цэнэгийн уян хатан шилжилтийг диполийн туйлшрал гэж нэрлэнэ

ЦО-хүчлэг байхгүй

E-Цахилгаан орны хүчлэг

Хөндийрүүлгийн нэвтрэмж буюу туйлшралын коэффициент

Конденсаторын цэнэг

E


Q=C*U буюу Q=Q0+QЛ

+ -

U

Q0-Вакуум орчны цэнэг QЛ-тусгаарлагчийн гадаргуу дээрх цэнэг

+ ε-туйлшралын зэргийг илэрхийлэх хөндийрүүлгийн нэвтрэмж



Q Q Q0  QЛ   1 Л Q0 Q0 Q0

Вакуум орчинд хөндийрүүлгийн нэвтрэмж буюу туйлшралын коэффициент

Q  1 Q0

Бусад бүх тусгаарлагчийн хувьд

εа-абсолют хөндийрүүлгийн нэвтрэмж

εагаар=1.00058 εус=81

 1

 a   0 *

ε0-цахилгаан тогтмол, 8,854*10-12 Ф/м ε-харьцангуй соронзон нэвтрэмж


Тусгаарлагчийн туйлшралын үндсэн төрлүүд

Туйлшралын үндсэн төрлүүд молекулын бүтэцээс хамаарна

1.Миграцийн туйлшрал /Миграционная поляризация/ (CÌ, QÌ, rÌ) Эíý òóéëøðàë õàòóó áèåòèéí íýãýí òºðëèéí áóñ á¿òýöýýñ áóþó íýãýí òºðëèéí áóñ õîëüöîîñ áîëæ ¿¿ñäýã.

+ -

Eгад

+

U Eдотоод

1.Нам давтамжинд үүсдэг 2. Хөндийрүүлгийн алдагдал үүснэ 3. Удаан хугацаанд явагдана

4.Цýíýãòýé áººìñ¿¿äèéí òóéëøðàë õýëáýðýýð áèø õàðèí ÷ºëººòýé öýíýã¿¿äèéí øèëæèëò õýëáýðýýð òóéëøðàë íü ÿâàãääàã

Òåõíèêèéí òóñãààðëàã÷èä áóþó äàìæóóëàã÷ áóþó õàãàñ äàìæóóëàã÷ õîëüö îðñîí ÿíç á¿ðèéí øèíæ ÷àíàðòàé ¿å¿äýä ¿¿ñíý. Öàõèëãààí ìàøèíû ¿íäñýí áà äàãóó òóñãààðëàãóóäàä õýä õýäýí òºðëèéí ìàòåðèàëóóäûã õîñëóóëàí ºðãºíººð àøèãëàäàã.


Íýãýí òºðëèéí áóñ á¿òýöòýé òóñãààðëàãàä Ìèãðàöèéí òóéëøðàë ÿâàãäàõ ¿åä ººð ººð øèíæ ÷àíàðòàé ¿å¿¿äèéí çààã äýýð íýã õýñýã ÷ºëººò öýíýã¿¿ä õóðèìòëàãäàõ áºãººä ýíý öýíýãèéã “абсорбцийн цэнэг” ãýæ íýðëýíý.

ÎÕÓ-ûí ýð÷èì õ¿÷íèé ñèñòåìä ºðãºí õýðýãëýäýã àáñîðáöèéí öýíýãèéí ãîë ¿ç¿¿ëýëò íü àáñîðáöèéí êîýôôèöèåíò Êàáñ ãýñýí îéëãîëò þì. Êàáñ>1.3-ààñ äýýø áàéâàë òóõàéí òóñãààðëàãûí ÷èéãòýëò, R60 á¿òýö õýâèéí àæèëëàãààòàé k abc  Êàáñ<1.3 áàéâàë ÷èéãòýëò çºâøººðºãäºõ õýìæýýíýýñ èõ R15 á¿òýö õýâèéí áóñ

www.zaluu.com www.zaluu.com 2.Спонтан буюу сайн дурын туйлшрал, Cсп, Qсп, rсп /Спонтанная или самопроизвольная поляризация/

Ñåãíåòî öàõèëãààí áîäèñóóäàä ¿¿ñäýã. Æèøýýëáýë: ñåãíåòî äàâñ, ìåòàòèòàíàò áàðèÿ

1. Доменууд 2. Маш их хөндийрүүлгийн алдагдал үүснэ

Ñàéí äóðûí òóéëøðàëûí ¿åä õºíäèéðëýãèéí íýâòðýìæ íü òåìïåðàòóð áîëîí ãàäíûí öàõèëãààí îðíû õ¿÷ëýãýýñ ìàø õ¿÷òýé õàìààðäàã. Öàõèëãààí îðíû õ¿÷ëýãýýñ ñåãíåòî öàõèëãààí êåðàìèêèéí õºíäèéð¿¿ëãèéí íýâòðýìæ áà öàõèëãààí îðíû èíäóêöýýñ õàìààðñàí ãèñòåðåçèñèéí ãîãöîî õàìààðàë

www.zaluu.com 3. Эгшин зуурын туйлшрал, /Многовенная поляризация/www.zaluu.com Ýãøèí çóóðûí òóéëøðàë íü ïðàêòèêò ìàø èõ òîõèîëääîã áºãººä òóñãààðëàã÷èä öàõèëãààí îðîí íºëººëñíèé óëìààñ ¿¿ñäýã. I.Маш хурдан

II.Уян хатан

III.Хөндийрүүлгийн алдагдал үүсэхгүй

3.1. Электроны туйлшрал, /Электронная поляризация/, Qэ, Cэ Эíý òóéëøðàë íü туйлт бус молекултай бүх тусгаарлагчуудад t=10-15 ñåê õóãàöààíä ÿâàãääàã. Õºíäèéð¿¿ëãèéí íýâòðýìæ: =n2

 =f(t)

t0С Õºíäèéð¿¿ëãèéí íýâòðýìæ температурын хамаарал

www.zaluu.com www.zaluu.com 3.2. Ионы туйлшрал, /Ионная поляризация/, Qи, Cи Эíý òóéëøðàë íü ионлог бүтэцтэй хатуу тусгаарлагчуудад t=10-13 ñåê õóãàöààíä ÿâàãääàã. Жишээлбэл: кварц, гялтгануур, корунд Al2O3 Èîíóóäûí õîîðîíäûí çàé èõýñíýýñ õàòóó òóñãààðëàã÷èéí èîíóóäûí õîîðîíäûí õîëáîõ õ¿÷ ñóëàð÷ õ¿÷òýé òóéëøèðíà.

+

-

+

F2MIN

F2MAX



Òåìïåðàòóðûã íýìýãäë¿¿ëýõýä èîíóóäûí õîîðîíäûí çàé èõñýæ äóëààí òýëýëòèéí ¿åä òóñãààðëàã÷èéí èîíóóäûí õºíäèéð¿¿ëãèéí íýâòðýìæ íü òåìïåðàòóðûí êîýôôèöèåíòýýñ õàìààðàí èõýñíý.

=f(t) t0C

www.zaluu.com www.zaluu.com 4. Удаан хугацааны туйлшрал, /Замедленная поляризация/ I. II.

Удаан хугацаанд туйлшрал явагддаг Хөндийрүүлгийн алдагдал үүснэ

4.1. Электроны удаан туйлшрал, /Электронно-релаксационная поляризация/, Cэ-р, Qэ-р, rэ-р

Эíý òóéëøðàë íü èë¿¿äýë ýëåêòðîí áóþó í¿õýí äàìæóóëàìæèéí äóëààíû ñýðãýýãäýëòèéí óëìààñ ¿¿ñäýã. Ãýðëèéí õóãàðëûí èëòãýã÷ ºíäºðòýé áîäèñóóäàä ¿¿ñнэ. Ãîë÷ëîí Òèòàíà íèîáèÿ, âèñìóò, ìåòàëëóóäûí èñë¿¿äýä ¿¿ñäýã.





=f(t) =F(f)

t0 С Òèòàí àãóóëñàí êåðàìèê

f(ГЦ)

www.zaluu.com www.zaluu.com 4.2. Ионы удаан туйлшрал, /Ионно-релаксационная поляризация/, Cи-р, Qи-р, rи-р Эíý òóéëøðàë íü òóñãààðëàã÷èä äîòîð òóéëøèðñàí öýíýã¿¿ä èõ õýìæýýãýýð òàðõàñíààñ áèé áîëäîã бөгөөд дараах материалуудад ихэвчлэн үүсдэг

Оðãàíèê áóñ øèë öàõèëãààí òåõíèêèéí êåðàìèê ìàòåðèàë ñèéðýã áàéðëàñàí èîíóóäòàé îðãàíèê áóñ êðèñòàëëóóäàä(CsCl)

ε=f(тусгаарлагчийн бүтэц, нягт)  =f(t)

t0 C

Ýíý òóéëøðàëûí ¿åä èîíóóäûí õîîðîíäûí çàé èõñýæ õîëáîî íü ñóëàðäàã ó÷ðààñ òåìïåðàòóð èõñýæ òóñàì óëàì õ¿÷òýé òóéëøèðäàã.

www.zaluu.com www.zaluu.com 4.2. Туйлт молекулуудын удаан туйлшрал, /Дипольно-релаксационная поляризация/, Cд-р, Qд-р, rд-р Эíý òóéëøðàë íü t=100-2 ñåê õóãàöààíä ÿâàãääàã áºãººä òóéëò ìîëåêóëòàé òóñãààðëàã÷óóäàä ¿¿ñäýã óäààí òóéëøðàëûí íýã þì. Äèïîëèéí òóéëøðàë íü, Тóéëò ìîëåêóëòàé õàòóó îðãàíèê áîäèñ æèøýýëáýë: öåëëþëîçà, ôòîðïëàñò-4, ïîëèñòèðîë, ïîëèäèõëîðñòèðîë, ÎÍ ãèäðîêñèëèéí ãðóïï

òóéëò молекултай øèíãýí

Туйлт молеуклтай õèéнүүд I- ìóæèä çóóðàìòãàé øèíæ ÷àíàð áàãàñàæ ìîëåêóëûí õîëáîõ õ¿÷ ñóëàðñíààñ õºíäèéð¿¿ëãèéí íýâòðýìæ èõýñíý.



I муж

II муж

t0 C

II-ìóæèä äóëààíû ýìõ çàìáðààã¿é õºäºëãººí èõýñíýýñ õºíäèéð¿¿ëãèéí íýâòðýìæ òåìïåðàòóðààñ õàìààðàí áóóðíà

Хөндийрүүлгийн нэвтрэмж


Молекулын бүтэц

Туйлт бус молекултай

Туйлт молекултай

Домен бүтэцтэй

Эгшин зуурын туйлшрал

Удаан туйлшрал

Сайн дурын туйлшрал

Бүх тусгаарлагч хүчтэй цахилгаан орон үйлчилэхэд туйлширдаг учраас цахилгаан орлуулгын схемэнд конденсатораар орлуулдаг байна.

Хийн хөндийрүүлгийн нэвтрэмж εустөрөгч=1.00027


Молекулын бүтэц



Электроны туйлшрал

Диполийн туйлшрал

Хэвийн температурын үед ε=f(P) /агаарын хөндийрүүлгийн нэвтрэмж/

Даралт тогтмол үед ε=f(Т) /агаарын хөндийрүүлгийн нэвтрэмж/

www.zaluu.com Шингэн тусгаарлагчийн хөндийрүүлгийн нэвтрэмж www.zaluu.com Хөндийрүүлгийн нэвтрэмж=f(нягт, гэрлийн хугаралын илтгэгч) Молекулын бүтэц Туйлт бус молекултай Электроны туйлшрал


Электрон ба диполийн туйлшрал


Шингэн тусгаарлагчийн хөндийрүүлгийн нэвтрэмж



5 4 3 2 1 101 Туйлт бус молекултай тусгаарлагчийг бүхий л давтамжинд хэрэглэнэ

104

106

108

Туйлт молекултай тусгаарлагчийг өндөр давтамжинд хэрэглэнэ

Хүчтэй туйлтай молекултай шингэн /ус-81, этилийн спирт-26/ хүчтэй цахилгаан оронд туйлшрах чадвар харьцангуй өндөр байдаг


Хатуу тусгаарлагчийн хөндийрүүлгийн нэвтрэмж Янз бүрийн утгатай байдаг Хатуу тусгаарлагчид бүх туйлшралын төрөл явагдах боломжтой

Молекулын бүтэц Туйлт бус молекултай ε=1.9 – 6 /полистирол, парафин, алмаз/ Молекулын бүтэц

Туйлт молекултай ε=4-10 /целлюлоза, полимер/

Нягт ионлог бүтэцтэй ε=6 – 150 /кварц, гялтгануур, корунд/

Сийрэг ионлог бүтэцтэй ε=4 – 10 /цахилгаан техникийн шаазан/

Электрон ба ионы туйлшрал явагдана

Электрон ба ион, ионы удаан туйлшрал явагдана


Сегнето цахилгаан материалын хөндийрүүлгийн нэвтрэмж Моекулын бүтэц

Сегнето цахилгаан /Титанат бария/

ε=500-900 Доменная структура 1.Сайн дурын туйлшрал явагдана 2. D=f(E) Тусгаарлагчийн гогцоо/гистерезис/

D=ε*E D-цахилгаан шилжилт, кл/м2 Сегнето цахилгаан 3. ε=f(t)

4. ε=f(E)

Бусад бүх тусгаарлагч

Бусад бүх тусгаарлагч

Сегнето цахилгаан 5.Цахилгааны хуучралт эрчимтэй явагддаг

Цахилгаан дамжууламж


I.Нэвчих гүйдэл /iутеч/ буюу нэвт дамжууламжийн гүйдэл /iскв/ Чөлөөт цэнэгүүдийн хөдөлгөөнөөс үүснэ. Энэ гүйдэл нь их биш II.Шилжилтийн гүйдэл буюу туйлшралын гүйдэл Тусгаарлагчид туйлшрал явагдсаны улмаас энэ гүйдэл гүйнэ Шилжилтийн гүйдэл Эгшин зуурын туйлшрал Удаан туйлшрал /электрон ба ион/ /электрон ба ионы удаан/ Эгшин зуур үүсэх бөгөөд Удаан хугацаанд абсорцийн энэ гүйдэл маш бага гүйдэл гүйнэ i i=f() Тусгаарлагчаар гүйх гүйдлийн эгшин зуурын утга iабс

i=iскв+iабс iскв

 Тусгаарлагчийн цахилгаан дамжууламжийг цэнэгтэй ионууд үүсгэнэ Молекулын бүтэц Туйлт бус молекултай /Цахилгаан дамжууламж дамжуулагч шинж чанартай хольцоос үүсдэг/

Туйлт молекултай /Цахилгаан дамжууламж хоорондоо маш хүчтэй холбогдсон ионуудаас үүсдэг/


Хийн цахилгаан дамжууламж

Хийд янз бүрийн ионжилтын улмаас цахилгаан дамжууламж бий болно Хийд цахилгаан гүйдэл гүйсний улмаас цахилалт/ниргэлэг/ үүсдэг Хийн цахилалтыг 2 ангилна 1.Бие даасан биш цахилалт /рентген туяа буюу дулааны нөлөөлөлөөс үүсдэг/

2.Бие даасан цахилалт /хүчтэй цахилгаан орны нөлөөлөлөөс үүсдэг/

I=f(U) хийн Вольт-Амперийн хамаарамж Хий дэх хүчдэл гүйдлийн хамаарамж Жигд цахилгаан орон

U U0

Uион

Uцах

1, 2, 3-бие даасан биш цахилалт 4-бие даасан цахилалт


Шингэн материалын цахилгаан дамжууламж

цахилгаан дамжууламжийг цэнэгтэй ионууд үүсгэдэг Молекулын бүтэц Туйлт бус молекултай хольцоос

цахилгаан дамжууламж үүснэ


Хүчтэй туйлт молекултай

Чөлөөт ионуудаас цахилгаан дамжууламж

Иîíуудаас äàìæóóëàìæ

Тр-ын тос

совол

Óñ, ýòèëèéí ñïèðò

Õºíäèéð¿¿ëãèéí íýâòðýìæ ºíäºð áàéâàë Öàõèëãààí äàìæóóëàìæ èõ áàéíà Ìºí ìîëåêóëûí äèññîöèàöèéí çýðãýýñ áàñ õàìààðíà Øèíãýíèé òåìïåðàòóðûã íýìýãä¿¿ëýõýä Öàõèëãààí äàìæóóëàìæ èõýñäýã

Øèíãýí òóñãààðëàã÷èéí E-f(I)

Øèíãýíä ã¿éäëèéí õàíàëò áèé áîëäîãã¿é

www.zaluu.com Хатуу материалын цахилгаан дамжууламж www.zaluu.com 1.Чөлөөт электроны улмаас цахилгаан дамжууламж үүсэх

2.Чөлөөт ионы улмаас цахилгаан дамжууламж үүсэх Хатуу материалын бүтэц Туйлт бус молекултай Хольцийн улмаас маш бага цахилгаан дамжууламж үүснэ

Туйлт молекултай Материалын өөрийнх ионууд маш бага цахилгаан дамжууламж үүсгэнэ Чийгтэлтийн нөлөөлөл Туйлт бус молекултай материалын цахилгаан дамжууламжинд чийгтэлт нөлөөлөхгүй Туйлт молекултай материалын цахилгаан дамжууламжинд чийгтэлт хүчтэй нөлөөлнө

Хатуу материалын гадаргуугийн ус чийгтэлтийн улмаас гадаргуугийн цахилгаан дамжууламж үүснэ


Основные виды поляризации в некоторых газообразных, жидких и твердых диэлектриках

Материал

диэлектрическая проницаемость

полярность

виды поляризации

ГАЗЫ

Воздух

1.00058

неполярный

электронная

Элегаз

1.00191



Аммиак

1.0066

полярный

электронная, дипольная

ЖИДКОСТИ Кабельное масло МН-4

2.2



Бензол

2.218

Неполярный


Трихлордифенил

5.9

полярный

электронная, дипольная

tuilshral0-lekts-9-10-11

Recommend Documents