• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Електропровідність газоподібних діелектриків

Наведемо еквівалентну схему заміщення даного діелектрика

R_v R_S1 R_s2 R_s3 R_s4

Спочатку визначимо об'ємний і поверхневий опори діелектрика

Опір ізоляції

;

Струм, що протікає через діелектрик

.

Електропровідність у газах виникає тільки при наявності в них іонів чи вільних електронів. Іонізація нейтральних молекул газу відбувається під дією зовнішніх факторів, або внаслідок зіткнення іонізованих часток самого газу, прискорених електричним полем, з молекулами газу. Зовнішніми факторами є ультрафіолетові промені, рентгенівське випромінювання, космічні промені, радіоактивне випромінювання, а також термічне нагрівання газу. Іонізація відбувається внаслідок поглинання нейтральними молекулами фотонів. Енергія фотона визначається за формулою W = h, де h – постійна Планка, =- частота випромінювання, 1/с; С – швидкість світла; - довжина хвилі.

Іонізація молекул відбувається при перевищенні енергією кванта випромі-нювання величини потенціалу іонізації, U_и:

h>eU_в = U_и, (2.4)

де U_в – потенціал виходу (робота, яку необхідно затратити для видалення за межі атома частки, носія заряду), е – заряд електрона (1,6 10^-19Кл)

З підвищенням частоти здатність молекул газу до іонізації збільшується.

Енергія, яку необхідно затратити на іонізацію молекул газу, вимірюється в електроновольтах (еВ). Енергія в 1 еВ дорівнює кінетичній енергії, що здобуває електрон при вільному русі між двома точками з різницею потенціалів у 1В. Отже, 1еВ дорівнює енергії e U= 1,6 10^-19 , Вт с (Дж).

Потенціал іонізації більшості газів знаходиться в межах 10-20 еВ.

Вільні електрони, знаходячись у русі, зіштовхуються з молекулами газу, при цьому частина з них рекомбінує, тобто захоплюється позитивними іонами, а частина, що захоплюється нейтральними молекулами, утворює негативні іони. Час життя вільного електрона складає близько 10^-6с. Оскільки процеси іонізації і рекомбінації проходять одночасно, то при визначеній температурі і тиску настає рівновага, при якій забезпечується постійна концентрація іонів. На підставі результатів досліджень встановлено, що в звичайних умовах се-редня концентрація позитивних іонів у повітрі складає 750 1/см³, а негативних – 650 1/см³.

Під впливом зовнішніх факторів газ здобуває хоч і дуже малу, але певної величини електропровідність, що називається несамостійною. При збільшенні напруги, що прикладається до газового проміжутку, виникає ударна іонізація електронами, які під дією поля здобувають кінетичну енергію, достатню для іонізації нейтральних молекул при їхньому зіткненні. Одночасно з іонізацією газу відбувається і рекомбінація позитивних і негативних іонів з утворенням нейтральних молекул. Електропровідність газу, обумовлена ударною іоніза-цією, називається самостійною.

На рис.2.2. приведена вольтамперна характеристика газового проміжутку. У випадку утворення електропровідності під дією зовнішніх факторів при незначній напрузі струм дуже малий і баланс процесів утворення іонів і їхньої рекомбінації зберігається. У розглянутому режимі виконується закон Ома

, (2.5)

де J – щільність струму; - питома провідність; U – напруга, що прикладаєть-ся; h - відстань між електродами.

На рис 2.2. цей режим відповідає ділянці ОА.

I С

В

А

О U

Рис 2.2 – Вольтамперна характеристика газового проміжку.

Читайте також:

1. L2.T4. Транспортування рідких, твердих та газоподібних речовин.
2. Види діелектриків. Застосування твердих діелектриків в енергетиці.
3. Вплив концентрації електроліту на електропровідність
4. Гігроскопічність діелектриків.
5. Діелектрики в електричному полі. Поляризація діелектриків
6. Електропровідність газів
7. ЕЛЕКТРОПРОВІДНІСТЬ ДІЕЛЕКТРИКІВ
8. Електропровідність електролітів. Питома, еквівалентна і загальна.
9. Електропровідність ізоляції
10. Електропровідність металів
11. Електропровідність металів

Переглядів: 1280