Vodi?e v elektrick?m poli Voln? n?boje - nabit? ??stice stejn?ho znam?nka, schopn? pohybu pod vlivem elektrick?ho pole V?zan? n?boje - opa?n? n?boje zahrnut? ve slo?en? atom? (nebo molekul), kter? se nemohou pohybovat vlivem elektrick?ho pole nez?visle na sob? l?tek vodi?e dielektrika polovodi?e

Jak?koli m?dium zeslabuje s?lu elektrick?ho pole

Elektrick? charakteristiky m?dia jsou ur?eny pohyblivost? nabit?ch ??stic v n?m

Vodi?: kovy, roztoky sol?, kyseliny, vlhk? vzduch, plazma, lidsk? t?lo

Jedn? se o t?leso, kter? uvnit? obsahuje dostate?n? mno?stv? voln?ch elektrick?ch n?boj?, kter? se mohou vlivem elektrick?ho pole pohybovat.

Pokud vlo??te do elektrick?ho pole nenabit? vodi?, nosi?e n?boje se za?nou pohybovat. Jsou rozm?st?ny tak, ?e elektrick? pole, kter? vytv??ej?, je opa?n? ne? vn?j?? pole, to znamen?, ?e pole uvnit? vodi?e bude oslabeno. N?boje budou p?erozd?lov?ny, dokud nebudou spln?ny podm?nky pro rovnov?hu n?boj? na vodi?i, tj.

neutr?ln? vodi? zaveden? do elektrick?ho pole p?eru?? nap?nac? ??ry. Kon?? u z?porn? indukovan?ch n?boj? a za??naj? u kladn?ch

Jev prostorov? separace n?boj? se naz?v? elektrostatick? indukce. Vlastn? pole indukovan?ch n?boj? kompenzuje vn?j?? pole uvnit? vodi?e s vysokou p?esnost?.

Pokud m? vodi? vnit?n? dutinu, bude pole uvnit? dutiny chyb?t. Tato okolnost se pou??v? p?i organizaci ochrany za??zen? p?ed elektrick?mi poli.

Elektrifikace vodi?e ve vn?j??m elektrostatick?m poli odd?len?m kladn?ch a z?porn?ch n?boj?, kter? se v n?m ji? vyskytuj? ve stejn?m mno?stv?, se naz?v? jev elektrostatick? indukce a samotn? p?erozd?len? n?boje se naz?vaj? indukovan?. Tento jev lze vyu??t k elektrifikaci nenabit?ch vodi??.

Nenabit? vodi? m??e b?t elektrifikov?n kontaktem s jin?m nabit?m vodi?em.

Rozlo?en? n?boj? na povrchu vodi?? z?vis? na jejich tvaru. Maxim?ln? hustota n?boje je pozorov?na v bodech a uvnit? vybr?n? je sn??ena na minimum.

Vlastnost elektrick?ch n?boj? koncentrovat se v povrchov? vrstv? vodi?e na?la uplatn?n? pro z?sk?n? v?znamn?ch potenci?lov?ch rozd?l? elektrostatickou metodou. Na Obr. je zn?zorn?no sch?ma elektrostatick?ho gener?toru pou??van?ho k urychlov?n? element?rn?ch ??stic.

Na izola?n?m sloupku 2 je um?st?n kulov? vodi? 1 velk?ho pr?m?ru. Uvnit? sloupu se pohybuje uzav?en? dielektrick? p?ska 3 poh?n?j?c? bubny 4. Z vysokonap??ov?ho gener?toru je eklektick? n?boj p?en??en soustavou ?pi?at?ch vodi?? 5 do p?sku, na zadn? stran? p?sku je zemn?c? deska 6. N?boje z p?sku jsou odstra?ov?ny soustavou bod? 7 a st?kaj? na vodivou kouli. Maxim?ln? n?boj, kter? se m??e akumulovat na kouli, je ur?en ?nikem z povrchu kulov?ho vodi?e. V praxi je s gener?tory podobn? konstrukce s pr?m?rem koule 10–15 m mo?n? z?skat rozd?l potenci?l? ??dov? 3–5 milion? volt?. Pro zv??en? n?boje koule je n?kdy cel? konstrukce um?st?na do krabice napln?n? stla?en?m plynem, co? sni?uje intenzitu ionizace.

http://www.physbook.ru/images/0/02/Img_T-68-004.jpg

http://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/elmag/uchpos/text/2_2.html

http://www.ido.rudn.ru/nfpk/fizika/electro/course_files/el13.JPG

1 z 31

Prezentace na t?ma: Dielektrikum

Sn?mek ?. 1

Popis sn?mku:

ELEKTROSTATICK? POLE V DIELEKTRICE Druhy dielektrik a jejich polarizace Dielektrika jsou l?tky, ve kter?ch prakticky nejsou ??dn? voln? nosi?e n?boje. Dielektrika za norm?ln?ch podm?nek nevedou elektrick? proud. Term?n „dielektrika“ zavedl Faraday. V p??rod? neexistuj? ??dn? ide?ln? dielektrika, proto?e v?echny l?tky do ur?it? m?ry vedou elektrick? proud. Dielektrika vedou elektrick? proud p?ibli?n? o 15 - 20 ??d? h??e ne? l?tky zvan? vodi?e. Dielektrikum, jako ka?d? l?tka, se skl?d? z atom? a molekul. Dielektrick? molekuly jsou elektricky neutr?ln?. Kladn? n?boj v?ech jader molekuly se rovn? celkov?mu n?boji elektron?. Molekula m??e b?t pova?ov?na za elektrick? dip?l s elektrick?m momentem, kde Q je celkov? kladn? n?boj atomov?ch jader v molekule, l je vektor ta?en? z „t??i?t?“ z?porn?ch n?boj? elektron? v molekule do „t??i?t?“ kladn?ch n?boj? – atomov?ch jader. 900igr.net

Sn?mek ?. 2

Popis sn?mku:

Dielektrikum se naz?v? nepol?rn? (s kovalentn? nepol?rn? chemickou vazbou mezi atomy v molekul?ch), pokud se p?i absenci vn?j??ho elektrick?ho pole „t??i?t?“ kladn?ch a z?porn?ch n?boj? v molekul?ch shoduj? a proto je elektrick? moment p molekul takov?ch dielektrik nulov? (p??kladem je: N2, H2, O2, CO2, CH4). Vlivem vn?j??ho elektrick?ho pole se n?boje nepol?rn?ch molekul posouvaj? v opa?n?ch sm?rech (kladn? - pod?l pole, z?porn? - proti poli) a molekuly z?sk?vaj? dip?lov? moment.

Sn?mek ?. 3

Popis sn?mku:

Dielektrikum se naz?v? pol?rn? (s kovalentn? pol?rn? chemickou vazbou mezi atomy v molekul?ch), pokud i v nep??tomnosti vn?j??ho elektrick?ho pole se „t??i?t?“ kladn?ch a z?porn?ch n?boj? neshoduj?. Molekuly takov?ch dielektrik maj? v?dy dip?lov? moment. P??klady takov?ch molekul jsou: H2O, NH3, SO2, CO. P?i absenci vn?j??ho pole jsou dip?lov? momenty pol?rn?ch molekul vlivem tepeln?ho pohybu n?hodn? orientov?ny v prostoru a jejich v?sledn? moment je nulov?. Pokud je takov? dielektrikum um?st?no ve vn?j??m poli, pak s?ly tohoto pole budou m?t tendenci ot??et dip?ly pod?l pole a vznik? nenulov? v?sledn? dip?lov? moment.

Sn?mek ?. 4

Popis sn?mku:

Dielektrikum se naz?v? iontov?, jeho? molekuly maj? iontovou (krystalickou) strukturu (p??klady: NaCl, KS1, KBr). Iontov? krystaly jsou prostorov? m???ky s pravideln?m st??d?n?m iont? r?zn?ch znak?. V t?chto krystalech nen? mo?n? izolovat jednotliv? molekuly a krystaly lze pova?ovat za syst?m dvou iontov?ch podm???ek zasunut?ch do sebe. Kdy? je na iontov? krystal aplikov?no elektrick? pole, doch?z? k ur?it? deformaci krystalov? m???ky nebo relativn?mu posunut? podm???ek, co? vede ke vzniku dip?lov?ch moment?.

Sn?mek ?. 5

Popis sn?mku:

Kdy? jsou v?echny t?i skupiny dielektrik zavedeny do vn?j??ho magnetick?ho pole, doch?z? k polarizaci dielektrika - procesu orientace dip?l? nebo vzhledu dip?l? orientovan?ch pod?l pole vlivem vn?j??ho elektrick?ho pole. V d?sledku toho vznik? nenulov? celkov? dip?lov? moment molekul dielektrika.

Sn?mek ?. 6

Popis sn?mku:

Podle t?? skupin dielektrik se rozli?uj? t?i typy polarizace: elektronick?, neboli deforma?n?, polarizace dielektrika s nepol?rn?mi molekulami. kter? spo??v? ve v?skytu indukovan?ho dip?lov?ho momentu v atomech v d?sledku deformace elektronov?ch drah; orienta?n? neboli dip?lov? polarizace dielektrika s pol?rn?mi molekulami, kter? spo??v? v orientaci st?vaj?c?ch dip?lov?ch moment? molekul pod?l pole. Tepeln? pohyb br?n? ?pln? orientaci molekul, ale v d?sledku kombinovan?ho p?soben? obou faktor? (elektrick?ho pole a tepeln?ho pohybu) doch?z? k preferen?n? orientaci dip?lov?ch moment? molekul pod?l pole. Tato orientace je t?m siln?j??, ??m vy??? je intenzita elektrick?ho pole a ??m ni??? je teplota; iontov? polarizace dielektrik s iontov?mi krystalov?mi m???kami. spo??vaj?c? v posunut? podm???ky kladn?ch iont? pod?l pole a negativn?ch - proti poli, co? vede ke vzniku dip?lov?ch moment?.

Sn?mek ?. 7

Popis sn?mku:

Polarizace. S?la pole v dielektriku Polarizaci dielektrika charakterizuje vektorov? veli?ina - polarizace, ur?en? dip?lov?m momentem jednotkov?ho objemu dielektrika: kde je dip?lov? moment dielektrika V p??pad? izotropn?ch dielektrik a slab?ch pol? je dip?lov? moment dielektrika. polarizace P line?rn? z?vis? na intenzit? pole E. ae je dielektrick? susceptibilita l?tky, charakterizuj?c? vlastnosti dielektrika; ae je bezrozm?rn? veli?ina a ae je v?dy > 0 a pro v?t?inu dielektrik (pevn?ch a kapaln?ch) je to n?kolik jednotek. - dip?lov? moment i-t? molekuly. Pokud je dielektrikum izotropn? a E nen? p??li? velk?, pak

Sn?mek ?. 8

Popis sn?mku:

Deska z homogenn?ho dielektrika, kter? vypl?uje prostor mezi dv?ma nekone?n?mi rovnob??n?mi opa?n? nabit?mi rovinami a nach?z? se tedy v rovnom?rn?m vn?j??m elektrick?m poli E0. Vlivem pole se dielektrikum polarizuje, to znamen?, ?e doch?z? k vyt?sn?n? n?boj?. Kladn? se pohybuj? vpravo pod?l pole a z?porn? se pohybuj? doleva proti poli. Na prav? stran? dielektrika, p?ivr?cen? k z?porn? rovin?, bude p?ebytek kladn?ho n?boje s povrchovou hustotou +s, na lev? stran?, na stran? kladn? desky, bude p?ebytek z?porn?ho n?boje s povrchovou hustotou +s. povrchovou hustotou –s. Tyto nekompenzovan? n?boje, vznikl? polarizac? dielektrika, se naz?vaj? v?zan?.

Sn?mek ?. 9

Popis sn?mku:

Kv?li v?skytu v?zan?ch n?boj? na dielektriku n?kter? z nap??ov?ch veden? neprojdou dielektrikem. Skon?? (nebo za?nou) na p?ipojen?ch poplatc?ch. V souladu s t?m bude s?la elektrick?ho pole uvnit? dielektrika men?? ne? E0. Vznik v?zan?ch n?boj? vede ke vzniku dodate?n?ho elektrick?ho pole E" (pole vytvo?en?ho v?zan?mi n?boji). Toto pole je nam??eno proti vn?j??mu poli E0 (pole vytvo?en? voln?mi n?boji) a zeslabuje ho. Vznikl? pole uvnit? dielektrikum Pole vytvo?en? dv?ma nekone?n?mi nabit?mi rovinami, proto E=E0 – E";

Sn?mek ?. 10

Popis sn?mku:

Ur?eme povrchovou hustotu v?zan?ch n?boj? s’. celkov? dip?lov? moment dielektrick? desky pV = PV = PSd, kde S je plocha ?ela desky, d je jej? tlou??ka. T?m p?dem. pV = PSd= s"Sd a tedy s"= P, tj. povrchov? hustota s" v?zan?ch n?boj? je rovna polarizaci P. Na druh? stran? celkov? dip?lov? moment, podle definice Z definice polarizace z?sk?me, ?e se rovn? sou?inu v?zan?ho n?boje ka?d? plochy (Q" = s"S) ke vzd?lenosti d mezi nimi, d = l

Sn?mek ?. 11

Popis sn?mku:

Dosazen?m s"= P do v?raz? se dostaneme z m?sta, kde je s?la v?sledn?ho pole uvnit? dielektrika rovna. Bezrozm?rn? veli?ina se naz?v? dielektrick? konstanta prost?ed?.

Sn?mek ?. 12

Popis sn?mku:

Sn?mek ?. 13

Popis sn?mku:

Vektor intenzity elektrostatick?ho pole z?vis? na vlastnostech prost?ed? a p?i pr?chodu hranic? dielektrika doch?z? k jeho n?hl? zm?n?. Proto se krom? vektoru E pro charakterizaci elektrostatick?ho pole pou??v? vektor elektrick?ho posunu, kter? je sou??st? elektrostatick?ho pole. kter? nepodl?h? diskontinuit? na hranici dvou m?di?. kde e0 je elektrick? konstanta; e je dielektrick? konstanta m?dia. Elektrick? posun, vytv??ej?c? pot??e p?i v?po?tu pol?. Pro izotropn? prost?ed? vektor elektrick?ho posunut?

Sn?mek ?. 14

Popis sn?mku:

Sn?mek ?. 15

Popis sn?mku:

Sn?mek ?. 16

Popis sn?mku:

V?zan? n?boje se objevuj? v dielektriku v p??tomnosti vn?j??ho elektrostatick?ho pole. Vn?j?? pole je tvo?eno syst?mem voln?ch elektrick?ch n?boj?. V dielektriku je elektrostatick? pole voln?ch n?boj? a nav?c elektrostatick? pole v?zan?ch n?boj?. V?sledn? pole v dielektriku je pops?no vektorem intenzity E, a proto z?vis? na vlastnostech dielektrika. Vektor D popisuje elektrostatick? pole vytvo?en? voln?mi n?boji. V?zan? n?boje vznikaj?c? v dielektriku mohou zp?sobit redistribuci voln?ch n?boj?, kter? vytv??ej? pole. Vektor D charakterizuje elektrostatick? pole vytvo?en? voln?mi n?boji, ale s jejich rozlo?en?m v prostoru jako v p??tomnosti dielektrika. Pole D, stejn? jako pole E, je zn?zorn?no pomoc? silo?ar vektoru elektrick?ho posuvu, jejich? sm?r a hustota jsou ur?eny stejn?m zp?sobem jako u ?ar vektoru nap?t?. ??ry vektoru E mohou za??nat a kon?it na libovoln?ch n?boj?ch - voln?ch i v?zan?ch, zat?mco ??ry vektoru D - pouze na voln?ch n?boj?ch. Oblastmi pole, kde se nach?zej? v?zan? n?boje, proch?zej? ??ry vektoru D bez p?eru?en?.

Sn?mek ?. 17

Popis sn?mku:

Po?et ?ar vektoru D proch?zej?c?ch element?rn? plochou dS, jej?? norm?la n sv?r? s vektorem D ?hel a, DdScosa = DndS, kde Dn je pr?m?t vektoru D na norm?lu n do plochy dS. kde Tok vektoru D. Gaussova v?ta pro pole v dielektriku Tok vektoru elektrick?ho posunut? plochou dS je podobn? toku vektoru E

Sn?mek ?. 18

Popis sn?mku:

Tok vektoru D z?vis? nejen na konfiguraci pole D, ale tak? na volb? sm?ru Jednotkou FD toku vektoru D v SI je pendant (C). 1 C se rovn? elektrick?mu posuvn?mu toku spojen?mu s celkov?m voln?m n?bojem 1 C. Pro libovolnou uzav?enou plochu S tok vektoru D touto plochou

Sn?mek ?. 19

Popis sn?mku:

Gaussova v?ta pro elektrostatick? pole v dielektriku Tok vektoru posunut? elektrostatick?ho pole v dielektriku libovoln?m uzav?en?m povrchem je roven algebraick?mu sou?tu voln?ch elektrick?ch n?boj? obsa?en?ch uvnit? tohoto povrchu. V p??pad? spojit?ho rozlo?en? n?boje v prostoru s objemovou hustotou lze Gaussovu v?tu pro elektrostatick? pole v dielektriku napsat jako Tok vektoru posunut? elektrostatick?ho pole v dielektriku libovolnou uzav?enou plochou je roven voln? n?boj obsa?en? v objemu ohrani?en?m touto plochou.

Sn?mek ?. 20

Popis sn?mku:

Pro p??pad vakua lze vzorec form?ln? zapsat ve tvaru Vzhledem k tomu, ?e zdroje pole E v prost?ed? jsou jak voln?, tak v?zan? n?boje, lze Gaussovu v?tu pro pole E v nejobecn?j??m tvaru zapsat jako kde a , jsou tedy algebraick? sou?ty voln?ch a v?zan?ch n?boj? pokryt? plochou s uzav?enou smy?kou S. Tento vzorec je v?ak nep?ijateln? pro popis pole E v dielektriku, proto?e vyjad?uje vlastnosti nezn?m?ho pole E prost?ednictv?m sdru?en?ch n?boj?, kter? jsou j?m naopak ur?eny. To op?t dokazuje proveditelnost zaveden? vektoru elektrick?ho posunu.

22

Popis sn?mku:

Sn?mek ?. 23

Popis sn?mku:

Pr?m?t vektoru nap?t? rovnob??n? s rozhran?m se naz?v? tangenci?ln? slo?ka vektoru D?len?m zleva a zprava z?sk?me: Tangenci?ln? vektor Et je na obou stran?ch rozhran? stejn? (neproch?z? skokem), tj. je nep?etr?it?

Abychom z?skali podm?nky pro norm?lov? slo?ky vektor? E a D, sestroj?me rovn? v?lec zanedbateln? mal? v??ky, jeho? jedna z?kladna je v prvn?m dielektriku, druh? ve druh?m. B?ze DS jsou tak mal?, ?e v ka?d? z nich je vektor D stejn?. Podle Gaussovy v?ty pro pole v dielektriku, kde nejsou ??dn? voln? n?boje, z?sk?me (norm?ln? n a n" k z?kladn?m v?lce sm??uj? v opa?n?ch sm?rech) Norm?lov? slo?ka vektoru D je spojit?, bez podstupuje proto skok

Sn?mek ?. 26

Popis sn?mku:

Nahrad?me-li podle projekce vektoru D projekcemi vektoru E vyn?soben?m e®e, dostaneme Norm?lov? slo?ka vektoru E na rozhran? mezi dv?ma dielektriky podstoup? skok. Pokud tedy na rozhran? dvou homogenn?ch izotropn?ch dielektrik nejsou ??dn? voln? n?boje, pak se p?i p?ekro?en? t?to hranice slo?ky Et a Dn plynule m?n? (neproch?zej? skokem) a slo?ky En a Dt proch?zej? skokem. Z podm?nek pro slo?kov? vektory E a D vypl?v?, ?e ??ry t?chto vektor? proch?zej? zlomem (jsou lomen?).

Sn?mek ?. 27

Popis sn?mku:

Feroelektrika jsou krystalick? dielektrika, kter? maj? spont?nn? polarizaci v ur?it?m teplotn?m rozsahu. Polarizace se p?i absenci vn?j??ho elektrick?ho pole v?razn? m?n? pod vlivem vn?j??ch vliv?, jako jsou zm?ny teploty, elektrick? pole a deformace. Tyto vlastnosti poprv? objevil I.V. Kurchatov a P.P. Kobeko (1930) ve sv? studii o krystalech Rochelleovy soli NaKS4H4O6 4H,O. To dalo tomuto typu krystalu n?zev feroelektrika. Pozd?ji se uk?zalo, ?e podobn? vlastnosti maj? titani?itan barnat?, dihydrogenfosfore?nan draseln? atd.

Sn?mek ?. 28

Popis sn?mku:

P?i absenci vn?j??ho elektrick?ho pole je feroelektrikum jako mozaika dom?n. Dom?ny jsou oblasti s r?zn?mi sm?ry polarizace. Na obr?zku ?ipky ozna?uj? sm?ry polariza?n?ho vektoru. Kdy? je feroelektrikum zavedeno do vn?j??ho pole, dip?lov? momenty dom?n se p?eorientuj? pod?l pole. V?sledn? celkov? elektrick? pole dom?n si zachov? svou ur?itou orientaci i po z?niku vn?j??ho pole. Feroelektrika maj? proto anom?ln? velk? dielektrick? konstanty (pro Rochellovu s?l nap?. segn ~ 104). V sousedn?ch oblastech jsou tyto sm?ry r?zn? a obecn? je dip?lov? moment dielektrika nulov?.

Sn?mek ?. 29

Popis sn?mku:

Vlastnosti feroelektrik siln? z?vis? na teplot?. Ka?d? feroelektrikum je charakterizov?no tzv. Curieov?m bodem. Curie?v bod je teplotn? charakteristika ka?d?ho typu feroelektrika, nad kterou miz? jejich neobvykl? elektrick? vlastnosti. V tomto p??pad? se feroelektrikum p?em?n? na oby?ejn? pol?rn? dielektrikum. Po ochlazen? materi?lu se obnov? jeho feroelektrick? vlastnosti. Feroelektrika maj? typicky pouze jeden Curie?v bod; jedinou v?jimkou je Rochellova s?l (-18 a +24 °C) a slou?eniny s n? izomorfn?. Ve feroelektrik?ch v bl?zkosti Curieho bodu je tak? pozorov?n prudk? n?r?st tepeln? kapacity l?tky. P?em?nu feroelektrika na oby?ejn? dielektrikum, ke kter? doch?z? v Curieov? bod?, doprov?z? f?zov? p?echod druh?ho ??du.

Sn?mek ?. 30

Popis sn?mku:

Ve feroelektrice je pozorov?n fenom?n dielektrick? hystereze (zpo?d?n?), kter? spo??v? v tom, ?e feroelektrikum m? r?zn? polariza?n? hodnoty p?i stejn? intenzit? elektrick?ho pole (v z?vislosti na hodnot? p?edb??n? polarizace vzorku). S rostouc? silou E vn?j??ho elektrick?ho pole roste polarizace P a dosahuje saturace (k?ivka l). Pokles P s poklesem E nast?v? pod?l k?ivky 2 a p?i E = 0 si feroelektrikum zachov?v? zbytkovou polarizaci Pos, tj. feroelektrikum z?st?v? polarizovan? v nep??tomnosti vn?j??ho elektrick?ho pole.

Sn?mek ?. 31

Popis sn?mku:

Aby se zni?ila zbytkov? polarizace, mus? b?t aplikov?no elektrick? pole v opa?n?m sm?ru (-E.). Hodnota Eс se naz?v? donucovac? s?la (z latinsk?ho coercitio – zadr?en?). Pokud d?le zm?n?te E, zm?n? se P pod?l k?ivky 3 hysterezn? smy?ky. Za zm?nku stoj? i piezoelektrika - krystalick? l?tky, u kter?ch p?i stla?en? nebo nata?en? v ur?it?ch sm?rech doch?z? k polarizaci i za nep??tomnosti vn?j??ho elektrick?ho pole (p??m? piezoelektrick? jev). Je tak? pozorov?n reverzn? piezoelektrick? efekt - vzhled mechanick? deformace pod vlivem elektrick?ho pole. V n?kter?ch piezoelektrik?ch se p?i zah??v?n? posouv? m???ka kladn?ch iont? vzhledem k m???ce z?porn?ch iont?, v d?sledku ?eho? doch?z? k jejich polarizaci i bez vn?j??ho elektrick?ho pole. Takov? krystaly se naz?vaj? pyroelektrika. Existuj? tak? elektrety - dielektrika, kter? po odstran?n? vn?j??ho elektrick?ho pole udr?uj? dlouho polarizovan? stav (elektrick? analogy permanentn?ch magnet?). Tyto skupiny l?tek jsou ?iroce pou??v?ny v technice a dom?c?ch za??zen?ch.

v oboru "Elektrotechnika"

na t?ma: "Vodi?e, polovodi?e a dielektrika"

Kur?atov 2008

?vod

Materi?ly vodi??

Obecn? informace

Veden? bronz?

Hlin?k

Polovodi?e. Polovodi?ov? za??zen?

2.1. Obecn? informace

2.2. Polovodi?ov? diody

2.3. Tyristory

Elektroizola?n? materi?ly

3.1. Z?kladn? definice a klasifikace dielektrik

3.2. Vlastnosti elektroizola?n?ch materi?l?

Z?v?r

Bibliografie

?vod

Podle charakteru p?soben? elektrick?ho pole na t?lesa je lze rozd?lit na vodi?e, dielektrika a polovodi?e. Vlastnosti t?les a jejich chov?n? v elektrick?m poli jsou ur?eny strukturou a uspo??d?n?m atom? v t?lesech. Atomy obsahuj? elektricky nabit? ??stice: kladn? - protony, z?porn? - elektrony. V norm?ln?m stavu je atom elektricky neutr?ln?, proto?e po?et proton?, kter? tvo?? j?dro atomu, se rovn? po?tu elektron? rotuj?c?ch kolem j?dra a tvo??c?ch „elektronov? obaly“ atomu. Elektrony ve vn?j??m valen?n?m obalu ur?uj? elektrickou vodivost l?tky. Energetick? hladiny vn?j??ch valen?n?ch elektron? tvo?? valen?n? neboli vypln?n? p?s. V t?to z?n? jsou elektrony ve stabiln?m v?zan?m stavu. K uvoln?n? jak?hokoliv elektronu v t?to z?n? je nutn? vynalo?it ur?itou energii. V d?sledku toho elektrony ve voln?m stavu zauj?maj? vy??? energetick? hladiny. Z?na vy???ch energetick?ch hladin, um?st?n? nad valen?n?m p?sem a odd?len? od n?j zak?zan?m p?sem, kombinuje nevypln?n? neboli voln? energetick? hladiny a naz?v? se vodivostn? p?s nebo excita?n? p?s. Abychom p?enesli elektron z valen?n?ho p?su do p?sma vodivosti, je nutn? mu p?edat energii zven??. ???ka zak?zan?ho p?su, kterou mus? elektron p?ekonat, aby p?e?el ze stabiln?ho stavu do voln?ho stavu (do vodivostn?ho p?sma), je jedn?m z hlavn?ch krit?ri? pro d?len? t?les na vodi?e, polovodi?e a dielektrika.

1. Materi?ly vodi??

1.1. Obecn? informace

Jako vodi?e elektrick?ho proudu lze pou??t pevn? l?tky i kapaliny a za vhodn?ch podm?nek i plyny. Mezi vodiv? materi?ly v elektrotechnice pat?? kovy, jejich slitiny, kontaktn? kovokeramick? kompozice a elektrick? uhl?k. Nejd?le?it?j??mi pevn?mi vodiv?mi materi?ly prakticky pou??van?mi v elektrotechnice jsou kovy a jejich slitiny, vyzna?uj?c? se elektronovou vodivost?; hlavn?m parametrem je pro n? elektrick? odpor jako funkce teploty.

Rozsah m?rn?ho odporu kovov?ch vodi?? je velmi ?zk? a pohybuje se od 0,016 mOm u st??bra do 1,6 mOm u ??ruvzdorn?ch slitin ?eleza, chromu a hlin?ku. Elektrick? odpor grafitu proch?z? minimem s rostouc? teplotou, n?sleduje postupn? n?r?st.

Podle typu aplikace jsou materi?ly vodi?? rozd?leny do skupin:

vodi?e s vysokou vodivost?– kovy pro dr?ty veden? pro p?enos energie a pro v?robu kabel?, nav?jec?ch a instala?n?ch dr?t? pro vinut? transform?tor?, elektrick?ch stroj?, za??zen? atd.;

konstruk?n? materi?ly– bronz, mosaz, hlin?kov? slitiny atd., pou??van? k v?rob? r?zn?ch ??st? pod proudem;

vysoce odoln? slitiny– ur?en? k v?rob? p??davn?ch odpor? pro m??ic? p??stroje, standardn?ch odpor? a odporov?ch z?sobn?k?, reostat? a prvk? topn?ch za??zen?, jako? i slitin pro termo?l?nky, kompenza?n? dr?ty atd.;

kontaktn? materi?ly– pou??v? se pro dvojice trval?ch, vyp?nac?ch a posuvn?ch kontakt?;

p?jec?ch materi?l? v?echny druhy materi?l? vodi??.

Mechanismus pr?chodu proudu v kovech je zp?soben pohybem (driftem) voln?ch elektron? pod vlivem elektrick?ho pole; Proto se kovy naz?vaj? vodi?e s elektronickou vodivost? nebo vodi?e prvn?ho druhu.

Elektrick? odpor vodi??

Elektrick? odpor je zp?soben t?m, ?e voln? elektrony p?i driftov?n? interaguj? s kladn?mi ionty kovov? krystalov? m???ky. S rostouc? teplotou jsou sr??ky elektron? s ionty ?ast?j??, tak?e odpor vodi?? z?vis? na teplot?. Odpor vodi?? z?vis? na materi?lu vodi?e, tzn. strukturu jeho krystalov? m???ky. Pro homogenn? v?lcov? vodi? o d?lce l a plo?e pr??ezu S je odpor ur?en vzorcem

R= r ? l/ S(1.)

kde r=RS/l je m?rn? odpor vodi?e (odpor homogenn?ho v?lcov?ho vodi?e o jednotkov? d?lce a jednotkov? plo?e pr??ezu).

Jednotkou odporu je Ohm.

1 Ohm: Ohm je odpor vodi?e, kter?m p?i nap?t? 1 V prot?k? proud 1 Ohm = 1 V/A.

Hodnota s=1/r, p?evr?cen? hodnota m?rn?ho odporu, se naz?v? elektrick? vodivost vodi?e.

Jednotkou elektrick? vodivosti je siemens (Cm).

Siemens - elektrick? vodivost vodi?e o odporu 1 Ohm, tzn. 1 cm = 1 ohm?. Ze vzorce (1.1) vypl?v?, ?e jednotkou m?rn?ho odporu je ohmmetr (Ohm ?m).

Tabulka 1.1 Odpor nejb??n?j??ch vodi??

Materi?l r, 10?/> Ohm?m Vlastnosti materi?lu

St??bro 1,6 Nejlep?? dirigent

M?? 1.7 Nej?ast?ji pou??van?

Hlin?k 2,9 ?asto pou??van?

?ehli?ka 9,8 M?lo pou??van?

Elektrick? odpor vodi?e z?vis? nejen na druhu l?tky, ale tak? na jej?m stavu. Z?vislost m?rn?ho odporu r na teplot? je vyj?d?ena vzorcem

r = r 0 (1+ at), (1.2)

kde r0 – m?rn? odpor p?i 0°C; t – teplota (stupnice Celsia); a je teplotn? koeficient odporu, charakterizuj?c? relativn? zm?nu odporu vodi?e p?i jeho zah??t? o 1 °C nebo 1 K:

a = (r-r )/r t. (1.3)

Teplotn? koeficienty odporu l?tek jsou p?i r?zn?ch teplot?ch r?zn?. U mnoha kov? v?ak zm?na a s teplotou nen? p??li? velk?. Pro v?echny ?ist? kovy a ? 1/273 K? (nebo °C?).

Z?vislost odporu kov? na teplot? je z?kladem pro konstrukci odporov?ch teplom?r?. Pou??vaj? se jak p?i velmi vysok?ch, tak i p?i velmi n?zk?ch teplot?ch, kdy pou?it? kapalinov?ch teplom?r? nen? mo?n?.

Z pojmu vodivost vodi?e vypl?v?, ?e ??m ni??? je odpor vodi?e, t?m v?t?? je jeho vodivost. P?i zah??v?n? ?ist?ch kov? se jejich odpor zvy?uje a p?i ochlazov?n? se jejich odpor sni?uje.

V roce 1911 provedl holandsk? fyzik Kamerlingh Onnes experimenty se rtut?, kterou lze z?skat v ?ist? form?. Narazil na nov?, zcela ne?ekan? jev. Rezistivita rtuti p?i 4,2 K (asi -269 °C) prudce klesla na tak n?zkou hodnotu, ?e bylo t?m?? nemo?n? ji m??it. Kamerlingh Onnes nazval tento jev mizen? elektrick?ho odporu jako supravodivost.

PAGE_BREAK--

V sou?asnosti byla supravodivost objevena u v?ce ne? 25 kovov?ch prvk?, velk?ho mno?stv? slitin, n?kter?ch polovodi?? a polymer?. Teplota Tcr pro p?echod vodi?e do supravodiv?ho stavu se u ?ist?ch kov? pohybuje od 0,14 K pro iridium do 9,22 K pro niob.

Pohyb elektron? v kovu ve stavu supravodivosti je tak uspo??dan?, ?e elektrony pohybuj?c? se pod?l vodi?e nezaznamenaj? t?m?? ??dn? sr??ky s atomy a ionty m???ky. ?pln? vysv?tlen? jevu supravodivosti lze podat z hlediska kvantov? mechaniky.

Pro proveden? pot?ebn?ho technologick?ho zpracov?n? a zaji?t?n? stanoven? ?ivotnosti v provozu mus? m?t materi?ly vodi?? krom? ?ist? elektrick?ch vlastnost? dostate?nou tepelnou odolnost, mechanickou pevnost a ta?nost.

1.2. M??

?ist? m?? je na druh?m m?st? v elektrick? vodivosti po st??b?e, kter? m? nejvy??? vodivost ze v?ech zn?m?ch vodi??. Vysok? vodivost a odolnost v??i atmosf?rick? korozi v kombinaci s vysokou ta?nost? ?in? z m?di hlavn? materi?l pro dr?ty.

Na vzduchu m?d?n? dr?ty pomalu oxiduj? a pokr?vaj? se tenkou vrstvou oxidu CuO, kter? br?n? dal?? oxidaci m?di. Korozi m?di zp?sobuje oxid si?i?it? SO2, sirovod?k H2S, amoniak NH3, oxid dusnat? NO, p?ry kyseliny dusi?n? a n?kter? dal?? ?inidla.

Vodiv? m?? se z?sk?v? z ingot? galvanick?m ?i?t?n?m v elektrolytick?ch l?zn?ch. Ne?istoty, a to i v nepatrn?m mno?stv?, prudce sni?uj? elektrickou vodivost m?di, tak?e je nevhodn? pro proudov? vodi?e, proto se jako elektrick? m?? pou??vaj? pouze dva druhy m?di, MO a M1.

T?m?? v?echny v?robky z vodiv? m?di se vyr?b?j? v?lcov?n?m, lisov?n?m a ta?en?m. Ta?en?m tak lze vyr?b?t dr?ty do pr?m?ru 0,005 mm, p?sky do tlou??ky 0,1 mm a m?d?nou f?lii do tlou??ky 0,008 mm.

Vodiv? m?? se pou??v? jak v ??han? form? po zpracov?n? za studena (m?kk? m?? jakost MM), tak bez ??h?n? (tvrd? m?? jakost MT).

P?i teplot?ch tepeln?ho zpracov?n? nad 900°C se vlivem intenzivn?ho r?stu zrn prudce zhor?? mechanick? vlastnosti k??dy.

Pro zv??en? pevnosti p?i te?en? a tepeln? stability je m?? legov?na st??brem v rozsahu 0,07 - 0,15%, d?le ho???kem, kadmiem, zirkonem a dal??mi prvky.

M?? s p??sadami st??bra se pou??v? pro vinut? rychlob??n?ch a ??ruvzdorn?ch vysokov?konn?ch stroj? a m?? legovan? r?zn?mi prvky se pou??v? v komut?torech a sb?rac?ch krou?c?ch siln? zat??ovan?ch stroj?.

1.3. Mosaz

Slitiny m?di a zinku, naz?van? mosazi, jsou ?iroce pou??v?ny v elektrotechnice. Zinek se rozpou?t? v m?di a? 39%.

V r?zn?ch zna?k?ch mosazi m??e obsah zinku dosahovat a? 43 %. Mosaz obsahuj?c? a? 39 % zinku m? jednof?zovou strukturu pevn?ho roztoku a naz?v? se a-mosaz. Tyto mosazi maj? nejv?t?? ta?nost, proto se z nich vyr?b?j? d?ly v?lcov?n?m za tepla nebo za studena a ta?en?m: plechy, p?sy, dr?t. Bez oh?evu lze z mosazn?ho plechu pomoc? hlubok?ho ta?en? a lisov?n? vyr?b?t d?ly slo?it?ch konfigurac?.

Dvouf?zov? mosaz je tvrd?? a k?eh?? a lze ji lisovat pouze za tepla.

P??davek c?nu, niklu a manganu do mosazi zvy?uje mechanick? vlastnosti a antikorozn? odolnost a p??davek hlin?ku ve slo?en? se ?elezem, niklem a manganem dod?v? mosazi krom? zlep?en? mechanick?ch vlastnost? a odolnosti proti korozi vysokou tvrdost. . P??tomnost hlin?ku v mosaz?ch v?ak zt??uje p?jen? a p?jen? m?kk?mi p?jkami se st?v? t?m?? nemo?n?m.

Mosaz t??dy L68 A L63 D?ky vysok? ta?nosti se snadno lisuj? a lze je snadno p?jet v?emi druhy p?jek. V elektrotechnice jsou ?iroce pou??v?ny pro r?zn? ?iv? ??sti;

mosaz jakosti LS59-1 A LMC58-2 pou??van? pro v?robu rotorov?ch klec? elektromotor? a pro d?ly pod proudem vyroben? ?ez?n?m a lisov?n?m za tepla; dob?e p?jen? r?zn?mi p?jkami;

mosaz LA67-2,5 pou??v? se pro odl?van? d?ly pod proudem se zv??enou mechanickou pevnost? a tvrdost?, kter? nevy?aduj? p?jen? m?kk?mi p?jkami;

mosaz LK80-3L A LS59-1L?iroce pou??van? pro lit? ??sti elektrick?ch za??zen? pod proudem, pro dr??ky kart??? a pro odl?v?n? rotor? asynchronn?ch motor?. Dob?e p?ij?maj? p?jen? r?zn?mi p?jkami.

1.4. Veden? bronz?

Vodiv? bronzy pat?? mezi slitiny m?di, nutnost jejich pou?it? je zp?sobena p?edev??m nedostate?nou mechanickou pevnost? a v n?kter?ch p??padech tepelnou stabilitou ?ist? m?di.

Obecn? sortiment bronz? je velmi rozs?hl?, ale pouze n?kolik zna?ek bronzu m? vysokou elektrickou vodivost.

Kadmium bronz odkazuje na nejb??n?j?? vodi?ov? bronzy. Kadmium bronz m? ze v?ech druh? nejvy??? elektrickou vodivost. D?ky sv? zv??en? ot?ruvzdornosti a vy??? tepeln? odolnosti je tento bronz ?iroce pou??v?n pro v?robu trolejov?ch dr?t? a kolektorov?ch desek;

beryliov? bronz se t?k? slitin, kter? z?sk?vaj? pevnost v d?sledku od?ru. M? vysok? elastick? vlastnosti, stabiln? p?i zah??t? na 250°C a elektrickou vodivost 2-2,5kr?t v?t?? ne? vodivost jin?ch druh? univerz?ln?ch bronz?. Tento bronz na?el ?irok? uplatn?n? pro v?robu r?zn?ch pru?inov?ch d?l?, kter? sou?asn? p?sob? jako proudov? vodi?, nap??klad: proudov? pru?iny, ur?it? typy dr??k? kart???, kluzn? kontakty v r?zn?ch za??zen?ch, z?suvkov? za??zen? atd.;

Fosforov? bronzov? m? vysokou pevnost a dobr? pru?inov? vlastnosti d?ky sv? n?zk? elektrick? vodivosti se pou??v? k v?rob? pru?inov?ch d?l? s n?zkou proudovou hustotou;

Odl?van? proudovodn? d?ly jsou vyrobeny z r?zn?ch jakost? stroj?rensk?ch lit?ch bronz? s vodivost? v rozsahu 8-15 % vodivosti ?ist? m?di. Charakteristick?m znakem bronz? je mal? smr?tivost ve srovn?n? s litinou a ocel? a vysok? sl?v?rensk? vlastnosti, proto se pou??vaj? pro odl?v?n? r?zn?ch proudov?ch d?l? slo?it?ch konfigurac? ur?en?ch pro elektrick? stroje a p??stroje.

V?echny zna?ky lit?ch bronz? lze rozd?lit na c?nov? a bezc?nov?, kde hlavn? leguj?c? prvky jsou Al, Mn, Fe, Pb, Ni.

Hlin?k

Charakteristick?mi vlastnostmi ?ist?ho hlin?ku jsou jeho n?zk? m?rn? hmotnost, n?zk? bod t?n?, vysok? tepeln? a elektrick? vodivost, vysok? ta?nost, velmi vysok? latentn? teplo t?n? a odoln?, i kdy? velmi tenk?, oxidov? film, kter? pokr?v? povrch kovu a chr?n? jej. z pronik?n? kysl?ku dovnit?.

Dobr? elektrick? vodivost zaji??uje ?irok? pou?it? hlin?ku v elektrotechnice. Proto?e hustota hlin?ku je 3,3kr?t ni??? ne? hustota m?di a m?rn? odpor je pouze 1,7kr?t vy??? ne? hustota m?di, m? hlin?k na jednotku hmotnosti dvojn?sobnou vodivost ne? m??.

Oxid si?i?it?, sirovod?k, ?pavek a dal?? plyny vyskytuj?c? se v ovzdu?? pr?myslov?ch oblast? nemaj? znateln? vliv na rychlost koroze hlin?ku. Vliv vodn? p?ry na hlin?k je tak? nev?znamn?. P?i kontaktu s v?t?inou kov? a slitin, kter? jsou u?lechtil? v oblasti elektrochemick?ho potenci?lu, slou?? hlin?k jako anoda, a proto bude jeho koroze v elektrolytech postupovat.

Aby se zabr?nilo tvorb? galvanick?ch p?r? ve vlhk? atmosf??e, je spojen? hlin?ku s jin?mi kovy ut?sn?no lakov?n?m nebo jin?mi prost?edky.

Dlouhodob? testy hlin?kov?ch dr?t? uk?zaly, ?e z hlediska odolnosti v??i korozi nejsou hor?? ne? dr?ty m?d?n?.

Tabulka 1.2. Hlavn? vlastnosti materi?l? vodi??

Materi?l

Hustota,

Teplota

bod t?n?, °C

Specifick? elektrick?

odolnost p?i 20°C,

Pr?m?rn? teplota

Koeficient odolnosti od 0 do 100°C, 1/st

Pozn?mka

Hlin?k

Dr?ty, kabely, pneumatiky, vodi?e rotor? nakr?tko, sk??n? a lo?iskov? ?t?ty mal?ch elektrick?ch stroj?

Kadmiov? bronz – kontakty, fosforov? bronz – pru?iny

Kontakty, svorky

Dr?ty, kabely, pneumatiky

P?jky pro c?nov?n? a p?jen? ve slitin? s olovem

Pokra?ov?n?
--PAGE_BREAK--

2. Polovodi?e. Polovodi?ov? za??zen?

2.1. Obecn? informace

Polovodi?e jsou l?tky, jejich? vodivost je mezi vodivost? kov? a dielektrik. Polovodi?e jsou ?patn? vodi?e i ?patn? dielektrika. Hranice mezi polovodi?i a dielektrikem je libovoln?, proto?e dielektrika se p?i vysok?ch teplot?ch mohou chovat jako polovodi?e a ?ist? polovodi?e se p?i n?zk?ch teplot?ch chovaj? jako dielektrika. V kovech je koncentrace elektron? prakticky nez?visl? na teplot? a u polovodi?? se nosi?e n?boje objevuj? a? p?i zv??en? teploty nebo p?i pohlcen? energie z jin?ho zdroje.

Typick? polovodi?e jsou uhl?k (C), germanium (Ge) a k?em?k (Si). Germanium je k?ehk?, ?edob?l? prvek objeven? v roce 1886. Zdrojem pr??kov?ho oxidu germani?it?ho, ze kter?ho se z?sk?v? pevn? ?ist? germanium, je popel n?kter?ch druh? uhl?.

K?em?k byl objeven v roce 1823. Je ?iroce roz???en v zemsk? k??e ve form? oxidu k?emi?it?ho (oxid k?emi?it?), silik?t? a hlinitok?emi?itan?. P?sek, k?emen, ach?t a pazourek jsou bohat? na oxid k?emi?it?. ?ist? k?em?k se z?sk?v? z oxidu k?emi?it?ho chemicky. K?em?k je nejroz???en?j??m polovodi?ov?m materi?lem.

Pod?vejme se podrobn?ji na tvorbu vodivostn?ch elektron? v polovodi??ch za pou?it? k?em?ku jako p??kladu. Atom k?em?ku m? po?adov? ??slo Z=14 v periodick? tabulce D.I. Proto jeho atom obsahuje 14 elektron?. Pouze 4 z nich jsou v?ak na nenapln?n?m vn?j??m obalu a jsou slab? v?z?ny. Tyto elektrony se naz?vaj? valen?n? elektrony a d?vaj? vzniknout ?ty?em mocenstv?m k?em?ku. Atomy k?em?ku jsou schopny spojit sv? valen?n? elektrony s jin?mi atomy k?em?ku pomoc? toho, co se naz?v? kovalentn? vazba (obr?zek 2.1). P?i kovalentn? vazb? jsou valen?n? elektrony sd?leny mezi r?zn?mi atomy, co? vede k vytvo?en? krystalu.

S rostouc? teplotou krystalu vedou tepeln? vibrace m???ky k poru?en? n?kter?ch valen?n?ch vazeb. V d?sledku toho se n?kter? elektrony, kter? se d??ve pod?lely na tvorb? valen?n?ch vazeb, od?t?p? a stanou se vodiv?mi elektrony. V p??tomnosti elektrick?ho pole se pohybuj? proti poli a tvo?? elektrick? proud.

Kdy? se v?ak v krystalov? m???ce uvoln? elektron, vytvo?? se nevypln?n? meziatomov? vazba. Takov? „pr?zdn?“ prostory s chyb?j?c?mi vazebn?mi elektrony se naz?vaj? „d?ry“. Vzhled d?r v polovodi?ov?m krystalu vytv??? dal?? p??le?itost pro p?enos n?boje. D?ru toti? m??e vyplnit elektron p?enesen? pod vlivem tepeln?ch vibrac? ze sousedn?ho atomu. V d?sledku toho se na tomto m?st? obnov? norm?ln? komunikace, ale na jin?m m?st? se objev? d?ra. Kter?koli z dal??ch vazebn?ch elektron? atd. m??e zase vstoupit do t?to nov? d?ry. Sekven?n? pln?n? voln? vazby elektrony je ekvivalentn? pohybu d?ry ve sm?ru opa?n?m k pohybu elektron?. Pokud se tedy v p??tomnosti elektrick?ho pole elektrony pohybuj? proti poli, pak se d?ry budou pohybovat ve sm?ru pole, tzn. zp?sob, jak?m by se kladn? n?boje pohybovaly. V polovodi?i jsou tedy dva typy proudov?ch nosi?? - elektrony a d?ry, p?i?em? celkov? vodivost polovodi?e je sou?tem elektronov? vodivosti (typ n, od slova negativn?) a vodivosti d?ry (typ p, od slovo pozitivn?).

Spolu s p?echody elektron? z v?zan?ho stavu do voln?ho stavu doch?z? k reverzn?m p?echod?m, p?i kter?ch je vodivostn? elektron zachycen na jedn? z voln?ch pozic vazebn?ch elektron?. Tento proces se naz?v? rekombinace elektronov?ch d?r. V rovnov??n?m stavu se ustav? takov? koncentrace elektron? (a stejn? koncentrace d?r), p?i kter? je po?et p??m?ch a zp?tn?ch p?echod? za jednotku ?asu stejn?.

Uva?ovan? proces veden? v ?ist?ch polovodi??ch se naz?v? vlastn? vodivost. Vlastn? vodivost s rostouc? teplotou rychle roste a to je podstatn? rozd?l mezi polovodi?i a kovy, jejich? vodivost se zvy?uj?c? se teplotou kles?. V?echny polovodi?ov? materi?ly maj? z?porn? teplotn? koeficient odporu.

P?edm?tem p?edev??m teoretick?ho z?jmu jsou ?ist? polovodi?e. Hlavn? v?zkum v oblasti polovodi?? se t?k? ??ink? p?id?v?n? ne?istot do ?ist?ch materi?l?. Bez t?chto ne?istot by v?t?ina polovodi?ov?ch sou??stek neexistovala.

?ist? polovodi?ov? materi?ly, jako je germanium a k?em?k, obsahuj? p?i pokojov? teplot? mal? po?et p?r? elektron-d?ra, a proto mohou v?st velmi mal? proud. Legov?n? se pou??v? ke zv??en? vodivosti ?ist?ch materi?l?.

Doping je p?id?v?n? ne?istot do polovodi?ov?ch materi?l?. Pou??vaj? se dva druhy ne?istot. Ne?istoty prvn?ho typu - p?timocn? - se skl?daj? z atom? s p?ti valen?n?mi elektrony, nap??klad arsen a antimon. Druh? typ ne?istoty - trojmocn? - se skl?d? z atom? se t?emi valen?n?mi elektrony, nap??klad indium a galium.

Kdy? je ?ist? polovodi?ov? materi?l dotov?n p?timocn?m materi?lem, jako je arsen (As), jsou n?kter? atomy polovodi?e nahrazeny atomy arsenu (obr?zek 2.2). Atom arsenu zav?d? ?ty?i sv? valen?n? elektrony do kovalentn?ch vazeb se sousedn?mi atomy. Jeho p?t? elektron je slab? v?z?n k j?dru a m??e se snadno uvolnit. Atom arsenu se naz?v? donorov? atom, proto?e daruje sv?j extra elektron. Dopovan? polovodi?ov? materi?l obsahuje dostate?n? po?et donorov?ch atom?, a tedy voln?ch elektron?, pro udr?en? proudu.

P?i pokojov? teplot? p?evy?uje po?et dal??ch voln?ch elektron? po?et p?r? elektron-d?ra. To znamen?, ?e materi?l m? v?ce elektron? ne? d?r. Proto se elektrony naz?vaj? majoritn? nosi?e. D?ry se naz?vaj? men?inov? nosi?e. Proto?e v?t?ina nosi?? m? z?porn? n?boj, naz?v? se takov? materi?l polovodi? typu n.

Kdy? je polovodi?ov? materi?l dopov?n trojmocn?mi atomy, jako jsou atomy india (In), tyto atomy um?st? sv? t?i valen?n? elektrony mezi t?i sousedn? atomy (obr?zek 2.3). T?m se vytvo?? d?ra v kovalentn? vazb?.

P??tomnost dal??ch d?r umo?n? elektron?m snadn? drift z jedn? kovalentn? vazby na druhou. Proto?e d?ry snadno p?ij?maj? elektrony, atomy, kter? zav?d?j? dal?? d?ry do polovodi?e, se naz?vaj? akceptorov? atomy.

Za norm?ln?ch podm?nek po?et d?r v takov?m materi?lu v?razn? p?evy?uje po?et elektron?. Proto jsou d?ry v?t?inov?mi nosi?i a elektrony jsou men?inov?mi nosi?i. Proto?e v?t?ina nosi?? m? kladn? n?boj, materi?l se naz?v? polovodi? typu p.

Polovodi?ov? materi?ly typu N a p maj? v?razn? vy??? vodivost ne? ?ist? polovodi?e. Tuto vodivost lze zv??it nebo sn??it zm?nou mno?stv? ne?istot. ??m siln?ji dopovan? je polovodi?ov? materi?l, t?m ni??? je jeho elektrick? odpor.

Kontakt dvou polovodi?? s r?zn?mi typy vodivosti se naz?v? p-n p?echod a m? velmi d?le?itou vlastnost - jeho odpor z?vis? na sm?ru proudu. V?imn?te si, ?e takov?ho kontaktu nelze dos?hnout p?itla?en?m dvou polovodi?? proti sob?. P-n p?echod je vytvo?en v jedn? polovodi?ov? desti?ce vytvo?en?m oblast? s r?zn?mi typy vodivosti. Zp?soby z?sk?n? p-n p?echod? jsou pops?ny n??e.

Tak?e v kusu monokrystalov?ho polovodi?e se na hranici mezi dv?ma vrstvami s r?znou vodivost? vytvo?? p-n p?echod. Existuje v?znamn? rozd?l v koncentrac?ch nosi?? n?boje. Koncentrace elektron? v n-oblasti je mnohon?sobn? v?t?? ne? jejich koncentrace v p-oblasti. V d?sledku toho elektrony difunduj? do oblasti jejich n?zk? koncentrace (v oblasti p). Zde se rekombinuj? s otvory a vytv??ej? tak prostorov? negativn? n?boj ionizovan?ch akceptorov?ch atom?, kter? nen? kompenzov?n kladn?m n?bojem otvor?.

Z?rove? doch?z? k dif?zi otvor? do n-oblasti. Zde vznik? prostorov? kladn? n?boj donorov?ch iont?, kter? nen? kompenzov?n elektronov?m n?bojem. Na hranici tak vznik? dvojit? vrstva prostorov?ho n?boje (obr. 2.4), ochuzen? o hlavn? proudov? nosi?e. V t?to vrstv? vznik? kontaktn? elektrick? pole Ek, kter? br?n? dal??mu p?echodu elektron? a d?r z jedn? oblasti do druh?.

Kontaktn? pole udr?uje stav rovnov?hy na ur?it? ?rovni. Ale i v tomto p??pad? bude pod vlivem tepla mal? ??st elektron? a d?r nad?le proch?zet potenci?ln? bari?rou zp?sobenou vesm?rn?mi n?boji a vytv??et dif?zn? proud. Z?rove? v?ak pod vlivem kontaktn?ho pole vytv??ej? men?inov? nosi?e n?boje p- a n-oblasti (elektrony a d?ry) mal? vodiv? proud. V rovnov??n?m stavu se tyto proudy navz?jem ru??.

Pokud je na p-n p?echod p?ipojen extern? zdroj proudu, pak nap?t? uveden? na Obr. 2.5 obr?cen? polarita povede ke vzniku vn?j??ho pole E, kter? se shoduje ve sm?ru s kontaktn?m polem Eк. V d?sledku toho se zv?t?? ???ka dvojit? vrstvy a kv?li v?t?inov?m nosi??m nebude prakticky ??dn? proud. V obvodu je mo?n? pouze mal? proud kv?li men?inov?m nosi??m (reverzn? proud Irev).

P?i zapnut? nap?t? s p??mou polaritou je sm?r vn?j??ho pole opa?n? ne? sm?r kontaktn?ho pole (obr. 2.6). ???ka dvojit? vrstvy se zmen?? a v obvodu vznikne velk? propustn? proud Ipr. P-n p?echod m? tedy v?raznou jednosm?rnou vodivost. To je vyj?d?eno jeho proudov?-nap??ovou charakteristikou (obr. 2.7).

Pokra?ov?n?
--PAGE_BREAK--

Kdy? je na p-n p?echod p?ivedeno propustn? nap?t?, proud rychle roste s rostouc?m nap?t?m. P?i p?iveden? zp?tn?ho nap?t? na p-n p?echod je proud velmi mal?, rychle dos?hne saturace a nem?n? se a? do ur?it? mezn? hodnoty zp?tn?ho nap?t? Urev, pot? prudce vzroste. Jedn? se o tzv. pr?razn? nap?t?, p?i kter?m doch?z? k pr?razu p-n p?echodu a ten je zni?en. Je t?eba poznamenat, ?e na obr?zku 2.7 je m???tko zp?tn?ho proudu tis?ckr?t men?? ne? m???tko propustn?ho proudu.

2.2. Polovodi?ov? diody

Pn p?echod je z?kladem polovodi?ov?ch diod, kter? se pou??vaj? k usm?rn?n? st??dav?ho proudu a k dal??m neline?rn?m transformac?m elektrick?ch sign?l?.

Dioda vede proud v propustn?m sm?ru pouze tehdy, kdy? je velikost vn?j??ho nap?t? (ve Voltech) v?t?? ne? potenci?ln? bari?ra (v eV). Pro germaniovou diodu je minim?ln? vn?j?? nap?t? 0,3 V a pro k?em?kovou diodu 0,7 V.

Kdy? dioda za?ne v?st proud, objev? se na n? pokles nap?t?. Tento pokles nap?t? se rovn? potenci?lov? bari??e a naz?v? se propustn? pokles nap?t?.

V?echny diody maj? n?zk? zp?tn? proud. U germaniov?ch diod se m??? v mikroamp?rech au k?em?kov?ch diod v nanoamp?rech. Germaniov? dioda m? vy??? zp?tn? proud, proto?e je citliv?j?? na teplotu. Tato nev?hoda germaniov?ch diod je kompenzov?na n?zkou potenci?lovou bari?rou.

Jak germaniov?, tak k?em?kov? diody mohou b?t po?kozeny extr?mn?m teplem nebo vysok?m zp?tn?m nap?t?m. V?robci uv?d?j? maxim?ln? dop?edn? proud, kter? m??e diodou bezpe?n? prot?kat, a tak? maxim?ln? zp?tn? nap?t? (?pi?kov? zp?tn? nap?t?). Pokud je p?ekro?eno ?pi?kov? zp?tn? nap?t?, bude diodou prot?kat velk? zp?tn? proud, kter? vytvo?? nadm?rn? teplo a zp?sob? jej? selh?n?.

P?i pokojov? teplot? je zp?tn? proud mal?. Jak teplota stoup?, zvy?uje se zp?tn? proud, co? naru?uje ?innost diody. U germaniov?ch diod je zp?tn? proud vy??? ne? u k?em?kov?ch diod a je v?ce z?visl? na teplot?, p?i zv??en? teploty p?ibli?n? o 10 °C se zdvojn?sobuje.

Schematick? zna?ka pro diodu je na obr?zku 2.8, p-??st je zn?zorn?na ?ipkou a n-??st ??rou. Stejnosm?rn? proud te?e z ??sti p do ??sti n (podle ?ipky). ??st n se naz?v? katoda a ??st p je anoda.

Existuj? t?i typy pn spoj?: p?stovan? spoje, taven? spoje a dif?zn? spoje, kter? jsou vyr?b?ny r?zn?mi technologiemi. V?robn? metody pro ka?d? z t?chto p?echod? se li??.

Metoda r?stu p?echodu (nejstar??) je n?sleduj?c?: ?ist? polovodi?ov? materi?l a ne?istoty typu p se um?st? do k?emenn? n?doby a zah??vaj? se, dokud se neroztav?. Do roztaven? sm?si se vlo?? mal? polovodi?ov? krystal zvan? semeno. Z?rode?n? krystal se pomalu ot??? a je vytahov?n z taveniny tak pomalu, ?e na n?m stihne nar?st vrstva roztaven? sm?si. Roztaven? sm?s, rostouc? na z?rode?n?m krystalu, chladne a tuhne. M? stejnou krystalickou strukturu jako semeno. Osivo se po vyta?en? st??dav? dopuje ne?istotami typu n a p. To vytv??? vrstvy typu n a p v rostouc?m krystalu. Vyrostl? krystal se tedy skl?d? z mnoha p-n vrstev.

Metoda pro vytv??en? f?zovan?ch p-n p?echod? je extr?mn? jednoduch?. Mal? kuli?ka trojmocn?ho materi?lu, jako je indium, je um?st?na na polovodi?ov?m ?ipu typu n. Kuli?ka a krystal se zah??vaj?, dokud se perli?ka sama neroztav? a ??ste?n? neroztav? polovodi?ov? krystal. V oblasti, kde se spojuj?, vznik? materi?l typu p. Po ochlazen? materi?l rekrystalizuje a vytvo?? se pevn? p-n p?echod.

V sou?asn? dob? se nej?ast?ji pou??v? dif?zn? metoda pro v?robu p-n p?echod?. Dr??kov? maska je um?st?na p?es tenk? pl?tek polovodi?e typu p nebo n, kter? se naz?v? substr?t. Pot? se substr?t um?st? do pece a dostane se do kontaktu s ne?istotami, kter? jsou v plynn?m stavu. P?i vysok?ch teplot?ch pronikaj? atomy ne?istot do substr?tu. Hloubka pr?niku je ??zena dobou expozice a teplotou.

Po vytvo?en? p-n p?echodu je nutn? diodu um?stit do pouzdra, aby byla chr?n?na p?ed vlivy prost?ed? a mechanick?m po?kozen?m. Pouzdro mus? tak? poskytovat mo?nost p?ipojen? diody k obvodu. Typ pouzdra je ur?en ??elem diody (obr. 2.9 Pokud mus? diodou prot?kat velk? proud, mus? b?t pouzdro navr?eno tak, aby chr?nilo p-n p?echod p?ed p?eh??t?m).

Diodu lze zkontrolovat m??en?m odporu vp?ed a vzad pomoc? ohmmetru. Hodnota t?chto odpor? charakterizuje schopnost diody propou?t?t proud jedn?m sm?rem a nepropou?t?t proud druh?m sm?rem.

Germaniov? dioda m? n?zk? propustn? odpor, asi 100 Ohm?, a jej? zp?tn? odpor p?esahuje 100 000 Ohm?. Dop?edn? a zp?tn? odpor k?em?kov?ch diod je vy??? ne? u germaniov?ch diod. Testov?n? diody ohmmetrem by m?lo vykazovat n?zk? propustn? odpor a vysok? odpor vzad.

Pokud je kladn? svorka ohmmetru p?ipojena k anod? diody a z?porn? svorka ke katod?, pak je dioda p?edpjat?. V tomto p??pad? diodou prot?k? proud a ohmmetr vykazuje n?zk? odpor. Pokud jsou vodi?e ohmmetru prohozeny, dioda bude m?t reverzn? p?edp?t?. Prote?e j?m mal? proud a ohmmetr bude vykazovat vysok? odpor.

Pokud m? dioda n?zk? dop?edn? a zp?tn? odpor, je pravd?podobn? zkratovan?. Pokud m? dioda vysok? odpor v dop?edn?m i zp?tn?m sm?ru, pak je pravd?podobn? p?eru?en? obvod.

Vysok? zp?tn? nap?t? aplikovan? na diodu m??e vytvo?it vysok? zp?tn? proud, kter? p?eh?eje diodu a zp?sob? jej? selh?n?. Zp?tn? nap?t?, p?i kter?m doch?z? k pr?razu, se naz?v? pr?razn? nap?t? nebo maxim?ln? zp?tn? nap?t?. Speci?ln? diody, naz?van? zenerovy diody, jsou navr?eny pro provoz p?i nap?t?ch vy???ch, ne? je pr?razn? nap?t? zenerovy diody. Tato oblast se naz?v? stabiliza?n? oblast.

Kdy? je zp?tn? nap?t? dostate?n? vysok?, aby zp?sobilo poruchu zenerovy diody, prot?k? j? vysok? zp?tn? proud. Ne? dojde k poru?e, je zp?tn? proud mal?. Jakmile dojde k poru?e, zp?tn? proud prudce vzroste. K tomu doch?z?, proto?e odpor zenerovy diody kles?, kdy? se zvy?uje zp?tn? nap?t?.

Pr?razn? nap?t? zenerovy diody je ur?eno m?rn?m odporem diody. To zase z?vis? na dopingov? technice pou?it? p?i jej? v?rob?. Jmenovit? pr?razn? nap?t? je zp?tn? nap?t? p?i stabiliza?n?m proudu. Stabiliza?n? proud je o n?co men?? ne? maxim?ln? zp?tn? proud diody. Pr?razn? nap?t? je obvykle indikov?no s p?esnost? 1 a? 20 %.

Schopnost zenerovy diody rozpt?lit energii se s rostouc? teplotou sni?uje. Proto je v?kon rozpt?len? zenerovou diodou specifikov?n pro konkr?tn? teplotu. Velikost rozpt?len?ho v?konu z?vis? tak? na d?lce vodi??: ??m krat?? jsou vodi?e, t?m v?ce energie je rozpt?leno diodou. V?robce tak? specifikuje faktor pr?hybu pro ur?en? ztr?tov?ho v?konu p?i jin?ch teplot?ch. Nap??klad faktor vych?len? 6 miliwatt? na stupe? Celsia znamen?, ?e v?kon rozpt?len? diodou se sn??? o 6 miliwatt? na stupe? zv??en? teploty.

Pouzdra Zenerov?ch diod maj? stejn? tvar jako konven?n? diody:

N?zkov?konov? zenerovy diody jsou k dispozici ve sklen?n?ch nebo epoxidov?ch prysky?i?n?ch pouzdrech, zat?mco vysoce v?konn? jsou k dispozici v kovov?m pouzdru se ?roubem. Schematick? ozna?en? zenerovy diody je na obr. 2.11.

Hlavn? parametry zenerov?ch diod jsou maxim?ln? stabiliza?n? proud, zp?tn? proud a zp?tn? nap?t?. Maxim?ln? stabiliza?n? proud je maxim?ln? zp?tn? proud, kter? m??e prot?kat zenerovou diodou, ani? by p?ekro?il ztr?tov? v?kon ud?van? v?robcem. Zp?tn? proud je svodov? proud p?ed za??tkem poruchy. Indikuje se p?i ur?it?m zp?tn?m nap?t? rovn?m p?ibli?n? 80 % stabiliza?n?ho nap?t?.

Zenerovy diody se pou??vaj? ke stabilizaci nap?t?, nap??klad ke kompenzaci zm?n nap?t? v elektrick? s?ti nebo zm?n odporov? z?t??e nap?jen? stejnosm?rn?m proudem.

Obr?zek 2.12 ukazuje typick? ??dic? obvod zenerovy diody. Zenerova dioda je zapojena do s?rie s rezistorem R. Rezistor zp?sob?, ?e zenerovou diodou projde takov? proud, ?e pracuje v pr?razn?m (stabiliza?n?m) re?imu. Vstupn? stejnosm?rn? nap?t? mus? b?t vy??? ne? stabiliza?n? nap?t? zenerovy diody. ?bytek nap?t? na zenerov? diod? se rovn? stabiliza?n?mu nap?t? zenerovy diody. Zenerovy diody se vyr?b?j? s ur?it?m pr?razn?m nap?t?m, kter? se naz?v? stabiliza?n? nap?t?. ?bytek nap?t? na rezistoru je roven rozd?lu mezi vstupn?m nap?t?m a stabiliza?n?m nap?t?m.

Vstupn? nap?t? se m??e zv??it nebo sn??it. To zp?sob? odpov?daj?c? zv??en? nebo sn??en? proudu zenerovou diodou. Kdy? zenerova dioda pracuje p?i stabiliza?n?m nap?t? (v oblasti pr?razu), m??e j? prot?kat velk? proud, kdy? se vstupn? nap?t? zvy?uje. Nap?t? na zenerov? diod? v?ak z?stane stejn?. Zenerova dioda p?sob? proti n?r?stu vstupn?ho nap?t?, proto?e jej? odpor kles? s rostouc?m proudem. To umo??uje, aby v?stupn? nap?t? zenerovy diody z?stalo konstantn? p?i zm?n? vstupn?ho nap?t?. Zm?na vstupn?ho nap?t? se projev? pouze jako zm?na ?bytku nap?t? na s?riov?m rezistoru. Sou?et pokles? nap?t? na tomto rezistoru a zenerov? diod? se rovn? vstupn?mu nap?t?. V?stupn? nap?t? je odstran?no ze zenerovy diody. V?stupn? nap?t? lze zv??it nebo sn??it v?m?nou zenerovy diody a rezistoru zapojen?ho do s?rie s n?.

Pokra?ov?n?
--PAGE_BREAK--

Popsan? obvod vytv??? konstantn? nap?t?. P?i n?vrhu obvodu je t?eba vz?t v ?vahu proud i nap?t?. Extern? z?t?? spot?ebov?v? proud, kter? je ur?en jej?m odporem a v?stupn?m nap?t?m. Zat??ovac? i stabiliza?n? proud prot?kaj? rezistorem zapojen?m do s?rie se zenerovou diodou. Tento odpor mus? b?t zvolen tak, aby zenerovou diodou prot?kal stabiliza?n? proud a nach?zel se v pr?razn? oblasti.

S rostouc? odporovou z?t??? kles? proud, kter? j? prot?k?, co? by m?lo zp?sobit zv??en? ?bytku nap?t? na z?t??i. Ale zenerova dioda zabra?uje jak?koli zm?n? nap?t?. Sou?et stabiliza?n?ho proudu a zat??ovac?ho proudu p?es s?riov? zapojen? rezistor z?st?v? konstantn?. To zaji??uje konstantn? pokles nap?t? na s?riov?m rezistoru. Stejn? tak s rostouc?m proudem z?t??? kles? regula?n? proud, ??m? je zaji?t?no konstantn? nap?t?. To umo??uje obvodu udr?ovat konstantn? v?stupn? nap?t?, zat?mco vstupn? nap?t? kol?s?.

2.3. Tyristory

Tyristory jsou ?irokou t??dou polovodi?ov?ch za??zen? pou??van?ch pro elektronick? sp?n?n?. Tato polovodi?ov? za??zen? jsou bistabiln? a maj? t?i nebo v?ce pn p?echod?. Tyristory jsou kryty vnit?n? kladnou zp?tnou vazbou, kter? umo??uje zv??it amplitudu v?stupn?ho sign?lu p?iveden?m ??sti v?stupn?ho nap?t? na vstup.

Tyristory jsou ?iroce pou??v?ny p?i ??zen? stejnosm?rn?ho a st??dav?ho nap?jen?. Slou?? k zap?n?n? a vyp?n?n? nap?jen? p?iv?d?n?ho do z?t??e a tak? k regulaci jeho hodnoty, nap??klad k ovl?d?n? osv?tlen? nebo ot??ek motoru.

Tyristory jsou vyrobeny z k?em?ku metodou dif?ze nebo dif?zn? slitiny a skl?daj? se ze ?ty? st??dav? uspo??dan?ch polovodi?ov?ch vrstev typu p a n. Na obr?zc?ch 2.13, 2.14 a 2.15 je zn?zorn?no zjednodu?en? zapojen? tyristoru, jeho proudov?-nap??ov? charakteristika a jeho schematick? zna?ka.

?ty?i vrstvy spolu soused? a tvo?? t?i p-n p?echody. Dv? krajn? v?vody jsou anoda a katoda a k jedn? ze st?edn?ch vrstev lze p?ipojit ??dic? elektrodu. Tento tyristor neobsahuje ??dic? elektrodu a jeho otev?r?n? a zav?r?n? je ??zeno zm?nou nap?t?, kter? je na n?j p?ivedeno. Takov? tyristory se naz?vaj? dinistory.

P?i polarit? nap?t? aplikovan?ho na tyristor, jak je zn?zorn?no na obr?zku 2.13, bude jeho hlavn? ??st na uzav?en?m p-n p?echodu 2, zat?mco p?echody 1 a 3 budou otev?en?. V tomto p??pad? se d?ry pohybuj?c? se z vrstvy p1 do vrstvy p2 ??ste?n? rekombinuj? s elektrony ve vrstv? n1. Jejich nekompenzovan? n?boj ve vrstv? p2 zp?sob? sekund?rn? protiinjekci elektron? z vrstvy n2 a elektrony z vrstvy n2 projdou vrstvou p2 do vrstvy n1, ??ste?n? se rekombinuj? s otvory ve vrstv? p2. Zp?sob? sekund?rn? protiinjekt?? otvor? z vrstvy p1. Tyto jevy vytvo?? nezbytn? podm?nky pro rozvoj lavinov?ho procesu. Lavinov? proces v?ak za?ne a? p?i n?jak?m dostate?n? velk?m vn?j??m nap?t? Uper. V tomto p??pad? se tyristor p?esune z bodu A proudov?-nap??ov? charakteristiky do sekce BC (obr. 2.14) a proud j?m prudce vzroste. V tomto p??pad? v d?sledku mno?stv? n?boj? v p?echodu2 nap?t? na n?m v?razn? poklesne (p?ibli?n? na 1 V) a energie uvoln?n? p?i tomto p?echodu bude nedostate?n? pro rozvoj nevratn?ch proces? ve struktu?e za??zen?.

Pokud se proud tyristorem v?razn? sn??? na ur?itou hodnotu Isp (p??dr?n? proud), pak se tyristor sepne a p?ejde do stavu s n?zkou vodivost? (sekce OA na obr. 2.14). Je-li na tyristor p?ivedeno nap?t? opa?n? polarity, bude jeho proudov?-nap??ov? charakteristika stejn? jako u polovodi?ov? diody (odd?l OD na obr. 2.14).

Uva?ovan? ne??zen? tyristor m? v?znamnou nev?hodu: jeho otev?r?n? a zav?r?n? je mo?n? pouze p?i velk?ch zm?n?ch vn?j??ho nap?t? a proudu.

Mnohem ?ast?ji pou??vaj? tyristory, kter? maj? ??d?c? elektrodu (obr. 2.16).

3. Elektroizola?n? materi?ly

3.1. Z?kladn? definice a klasifikace dielektrik

Elektroizola?n? materi?ly nebo dielektrika jsou l?tky, kter? se pou??vaj? k izolaci prvk? nebo ??st? elektrick?ho za??zen?, kter? maj? r?zn? elektrick? potenci?ly. Dielektrika maj? ve srovn?n? s materi?ly vodi?? v?razn? vy??? elektrick? odpor. Charakteristickou vlastnost? dielektrik je schopnost v nich vytv??et siln? elektrick? pole a akumulovat elektrickou energii. Tato vlastnost dielektrika se vyu??v? v elektrick?ch kondenz?torech a dal??ch za??zen?ch.

Podle stavu agregace se dielektrika d?l? na plynn?, kapaln? a pevn?. Obzvl??t? velk? je skupina pevn?ch dielektrik (vysok? polymery, plasty, keramika atd.).

Podle chemick?ho slo?en? se dielektrika d?l? na organick? a anorganick?. Hlavn?m prvkem v molekul?ch v?ech organick?ch dielektrik je uhl?k. Anorganick? dielektrika neobsahuj? uhl?k. Nejv?t?? tepelnou odolnost maj? anorganick? dielektrika (sl?da, keramika atd.).

Podle zp?sobu v?roby se dielektrika d?l? na p??rodn? (p??rodn?) a syntetick?. Nejpo?etn?j?? je skupina syntetick?ch izola?n?ch materi?l?.

Velk? skupina pevn?ch dielektrik se obvykle d?l? na ?adu podskupin v z?vislosti na jejich slo?en?, struktu?e a technologick?ch vlastnostech t?chto materi?l?. Existuj? tedy keramick? dielektrika, voskov?, filmov?, miner?ln? atd.

V?echna dielektrika, i kdy? v mal? m??e, vykazuj? elektrickou vodivost. Na rozd?l od vodi?? vykazuj? dielektrika zm?nu proudu v ?ase v d?sledku poklesu absorp?n?ho proudu. Od ur?it?ho okam?iku se vlivem stejnosm?rn?ho proudu v dielektriku ustav? pouze vodiv? proud. Tato hodnota ur?uje vodivost dielektrika.

Kdy? intenzita elektrick?ho pole p?ekro?? mez dielektrick? pevnosti, dojde k pr?razu. Pr?raz je proces destrukce dielektrika, v jeho? d?sledku ztr?c? dielektrikum v m?st? pr?razu sv? elektroizola?n? vlastnosti.

Hodnota nap?t?, p?i kter? doch?z? k pr?razu dielektrika, se naz?v? pr?razn? nap?t? Upr a odpov?daj?c? hodnota intenzity elektrick?ho pole se naz?v? dielektrick? pevnost Epr.

Rozpad pevn?ch dielektrik je bu? ?ist? elektrick? proces (elektrick? forma pr?razu) nebo tepeln? proces (tepeln? forma pr?razu). Elektrick? pr?raz je zalo?en na jevech, kter? maj? za n?sledek lavinov? zv??en? proudu elektron? v pevn?ch dielektrik?ch.

Charakteristick? znaky elektrick?ho pr?razu pevn?ch dielektrik jsou:

nez?vislost nebo velmi slab? z?vislost dielektrick? pevnosti na teplot? a dob? trv?n? aplikovan?ho nap?t?;

elektrick? pevnost pevn?ho dielektrika v rovnom?rn?m poli nez?vis? na tlou??ce dielektrika (a? do tlou??ky 10~/>- 10~/>cm);

elektrick? pevnost pevn?ch dielektrik je v relativn? ?zk?ch mez?ch: 10/>–10/>V/cm; a je v?t?? ne? u tepeln? formy rozpadu;

p?ed pr?razem se proud v pevn?m dielektriku zvy?uje podle exponenci?ln?ho z?kona a bezprost?edn? p?ed za??tkem pr?razu je pozorov?n n?hl? n?r?st proudu;

v p??tomnosti nerovnom?rn?ho pole doch?z? k elektrick?mu pr?razu v m?st? nejvy??? intenzity pole (hranov? efekt).

K tepeln?mu pr?razu doch?z? p?i zv??en? vodivosti pevn?ch dielektrik a velk?ch dielektrick?ch ztr?t?ch, stejn? jako p?i zah??v?n? dielektrika ciz?mi zdroji tepla nebo p?i ?patn?m odvodu tepla. Vzhledem k heterogenit? slo?en? maj? jednotliv? ??sti dielektrick?ho objemu zv??enou vodivost. Jsou to tenk? kan?lky proch?zej?c? celou tlou??kou dielektrika. V d?sledku zv??en? proudov? hustoty bude v jednom z t?chto kan?l? vznikat zna?n? mno?stv? tepla. To bude m?t za n?sledek je?t? v?t?? n?r?st proudu v d?sledku prudk?ho poklesu odporu t?to sekce v dielektriku. Proces hromad?n? tepla bude pokra?ovat, dokud nedojde k tepeln? destrukci materi?lu (taven?, nauhli?ov?n?) v cel? jeho tlou??ce - pod?l zeslaben? oblasti.

Charakteristick? znaky tepeln?ho rozpadu pevn?ch dielektrik jsou:

pr?raz je pozorov?n v m?st? nejhor??ho p?enosu tepla z dielektrika do okol?;

pr?razn? nap?t? dielektrika kles? s rostouc? okoln? teplotou;

pr?razn? nap?t? kles? s rostouc? dobou trv?n? p?ilo?en?ho nap?t?;

elektrick? pevnost kles? s rostouc? tlou??kou dielektrika;

elektrick? pevnost pevn?ho dielektrika kles? s rostouc? frekvenc? p?iv?d?n?ho st??dav?ho nap?t?.

P?i rozpadu pevn?ch dielektrik jsou ?asto pozorov?ny p??pady, kdy dojde k elektrick?mu pr?razu a? do ur?it? teploty a pot? n?sledkem dodate?n?ho zah??t? dielektrika doch?z? k procesu tepeln?ho rozpadu dielektrika.

3.2. Vlastnosti elektroizola?n?ch materi?l?

Pokra?ov?n?
--PAGE_BREAK--

Kapaln? a polotekut? dielektrika– pat?? sem miner?ln? oleje (transform?torov?, kondenz?torov? atd.), rostlinn? oleje (ricinov?) a syntetick? kapaliny (Sovol, Sovtol, PES-D atd.), vazel?na.

Miner?ln? oleje jsou produkty destilace ropy. N?kter? typy miner?ln?ch elektroizola?n?ch olej? se od sebe li?? viskozitou a ?rovn? elektrick?ch charakteristik d?ky lep??mu ?i?t?n? n?kter?ch z nich (kondenz?tor, kabel). Zb?vaj?c? vlastnosti olej? jsou t?m?? na stejn? ?rovni.

Ricinov? olej se z?sk?v? ze semen rostliny sko?ec obecn?.

Sovol a Sovtol jsou neho?lav? syntetick? kapaliny. Sovol se z?sk?v? chlorac? krystalick? l?tky – bifenylu.

Sovol je pr?hledn? visk?zn? kapalina. Sovol je toxick? a dr??d? sliznice, proto pr?ce s n?m vy?aduje dodr?ov?n? bezpe?nostn?ch p?edpis?. Sovtol je sm?s sovolu a trichlorbenzenu, v d?sledku ?eho? m? v?razn? ni??? viskozitu. Sovol a Sovtol se pou??vaj? k impregnaci pap?rov?ch kondenz?tor? pro stejnosm?rn? a st??dav? instalace pr?myslov? frekvence.

PES-D je kapaln? organok?emi?it? dielektrikum a m? zv??enou tepelnou odolnost a mrazuvzdornost. Organok?emi?it? kapaliny jsou netoxick? a nekorozivn?.

Vazel?na je polotekut? hmota. Pou??v? se k impregnaci pap?rov?ch kondenz?tor?.

Vysoce polymern? organick? dielektrika sest?vaj? z molekul tvo?en?ch des?tkami, stovkami tis?c molekul p?vodn? l?tky – monomeru. Polymery mohou b?t p??rodn? (p??rodn? kau?uk, jantar atd.) a syntetick?. Charakteristick?m znakem vysoce polymern?ch materi?l? jsou jejich vysok? dielektrick? vlastnosti.

Voskov? dielektrika: paraf?n, ceresin a dal?? jsou l?tky polykrystalick? struktury s jasn? definovanou teplotou t?n?.

Elektrick? plasty– plasty (plasty) jsou kompozitn? materi?ly skl?daj?c? se z libovoln? pojivov? l?tky (prysky?ice, polymery), plniv, plastifika?n?ch a stabiliza?n?ch l?tek a barviv.

Ve vztahu k teplu se rozli?uj? termosety a termoplasty. Prvn? se st?vaj? netaviteln?mi a nerozpustn?mi b?hem procesu lisov?n? za tepla nebo n?sledn?ho oh?evu. Termoplastick? plasty (termoplasty) po zah??t? b?hem lisovac?ho procesu mohou p?i n?sledn?m zah??t? m?knout.

Elektroizola?n? pap?ry a lepenky odkazuj? na vl?knit? materi?ly z?skan? z chemicky upraven?ch rostlinn?ch vl?ken: d?eva a bavlny.

Elektrick? lepenky pro pou?it? ve vzduchu maj? hust?? strukturu ve srovn?n? s lepenkami ur?en?mi pro pou?it? v oleji.

Vl?kno je monolitick? materi?l z?skan? lisov?n?m list? pap?ru p?edem upraven?ho roztokem chloridu zine?nat?ho. Vl?kno je vhodn? pro v?echny druhy mechanick?ho zpracov?n? a lisov?n?. Plo?n? vl?kno m??e b?t vytvo?eno po zm?k?en? jeho polotovar? v hork? vod?.

Vrstven? elektroizola?n? plasty– pat?? sem getinaky, textolit a sklolamin?t. Tyto materi?ly jsou vrstven? plasty, ve kter?ch jsou jako pojivo pou?ity bakelitov? (resol) nebo organok?emi?it? prysky?ice p?eveden? do netaviteln?ho a nerozpustn?ho stavu.

Jako plniva ve vrstven?ch elektroizola?n?ch materi?lech se pou??vaj? speci?ln? druhy impregna?n?ho pap?ru (getinax), d?le bavln?n? tkaniny (textolit) a skeln? tkaniny bez alk?li? (textilie ze sklen?n?ch vl?ken).

Lit? a impregnace elektroizola?n?ch hmot (sm?s?). Sm?si jsou elektroizola?n? sm?si, kter? jsou v dob? sv?ho pou?it? kapaln?, kter? n?sledn? tvrdnou a v kone?n?m (pracovn?m) stavu jsou pevn? l?tky.

Podle ??elu se sm?si d?l? na impregna?n? a plnic? sm?si. Prvn? se pou??vaj? k impregnaci vinut? elektrick?ch stroj? a za??zen?, druh? - k vypln?n? dutin v kabelov?ch spojk?ch, jako? i v pouzdrech elektrick?ch za??zen? a za??zen? (transform?tory, tlumivky atd.).

Sm?si mohou b?t termosetov?, kter? po vytvrzen? nezm?knou, nebo termoplastick?, kter? zm?knou n?sledn?m zah??t?m. Termoplasty zahrnuj? slou?eniny na b?zi epoxidu, polyesteru a n?kter?ch dal??ch prysky?ic. Termoplasty zahrnuj? slou?eniny na b?zi bitumenu, voskov?ch dielektrik a termoplastick?ch polymer? (polystyren, polyisobutylen atd.).

Sm?si na b?zi bitumenu jsou ?iroce pou??v?ny jako nejlevn?j?? a chemicky inertn? l?tky s vysokou odolnost? v??i vod? a dobr?mi elektrick?mi vlastnostmi.

Elektroizola?n? laky a emaily.

Laky jsou roztoky filmotvorn?ch l?tek: prysky?ice, bitumen, vysychav? oleje (ln?n? semeno, tung), ?tery celul?zy nebo kompozice t?chto materi?l? v organick?ch rozpou?t?dlech. B?hem schnut? laku se z n?j odpa?uj? rozpou?t?dla a v lakov?m z?kladu prob?haj? fyzik?ln? a chemick? procesy vedouc? k tvorb? lakov?ho filmu.

Impregna?n? laky se pou??vaj? k impregnaci vinut? elektrick?ch stroj? a p??stroj? za ??elem cementov?n? jejich z?vit?, zv??en? tepeln? vodivosti vinut? a zv??en? jejich odolnosti proti vlhkosti. Pomoc? n?t?rov?ch lak? se na povrchu vinut? nebo plastov?ch a jin?ch izola?n?ch d?l? vytv??ej? ochrann? vlhkovzdorn?, olejivzdorn? a jin? n?t?ry. Adhezivn? laky jsou ur?eny pro lepen? sl?dov?ch list? k sob? navz?jem nebo k pap?ru a tkanin?m (mikanity, mikalenty), d?le k lepen? f?liov?ch materi?l? na pap?r, lepenku, tkaniny a pro jin? ??ely.

Emaily jsou laky, do kter?ch jsou vneseny pigmenty - anorganick? plniva (oxid zine?nat?, oxid titani?it?, ?erven? olovo). Pigmenta?n? l?tky se zav?d?j? pro zv??en? tvrdosti, mechanick? pevnosti, odolnosti proti vlhkosti, odolnosti proti oblouku a dal??ch vlastnost? smaltovan?ch film?. Smalty jsou kryc? materi?ly.

Podle zp?sobu su?en? se laky a emaily rozli?uj? na su?en? za tepla (v troub?) a za studena (vzduch). Prvn? vy?aduj? ke sv?mu vytvrzen? 80 – 180°C, druh? su?? p?i pokojov? teplot?.

Elektroizola?n? lakovan? tkaniny (lakovan? tkaniny) jsou flexibiln? materi?ly sest?vaj?c? z tkaniny impregnovan? lakem nebo n?jak?m druhem tekut? elektroizola?n? sm?si. Po vytvrzen? vytvo?? lak nebo jin? impregna?n? kompozice pru?n? film, kter? lakovan?m tkanin?m poskytuje elektrick? izola?n? vlastnosti.

Podle l?tkov?ho podkladu se lakovan? l?tky d?l? na bavlnu, hedv?b?, nylon a sklo (tkanina na sklen?n? laky). Olej, olej-bitumen a polyester se pou??vaj? jako impregna?n? kompozice pro lakovan? tkaniny. Eskaponov? nebo silikonov? laky, stejn? jako roztoky latex? silikonov?ho kau?uku nebo suspenze fluoroplast?.

Lepiv? sklolamin?tov? a pry?oskeln? tkaniny impregnovan? termosetov?mi sm?smi se zv??enou lepivost? zaji??uj? pevnost izolace vyroben? z t?chto materi?l?.

Hlavn? oblasti pou?it? lakovan?ch tkanin jsou: elektrick? stroje, p??stroje a za??zen? n?zk?ho nap?t?. Lakovan? tkaniny se pou??vaj? pro pru?nou meziz?vitovou a dr??kovou izolaci, stejn? jako r?zn? elektroizola?n? t?sn?n?.

K izolaci p?edn?ch ??st? vinut? a jin?ch proudov?ch prvk? nepravideln?ho tvaru se pou??vaj? lakovan? p?sky, ?ezan? pod ?hlem 45° v??i z?kladn? lakovan? tkaniny.

Filmov? elektroizola?n? materi?ly Jsou to tenk? (od 10 do 200 mikron?) pru?n? f?lie, bezbarv? nebo barevn?.

Pou?it? f?liov?ch materi?l? pro izolaci dr??ek v elektrick?ch stroj?ch umo??uje sn??it tlou??ku izolace. F?liov? elektroizola?n? materi?ly se vyr?b?j? p?ev??n? ze syntetick?ch vysokomolekul?rn?ch dielektrik (lavsan, fluoroplast-4 atd.).

Elektrick? izola?n? sl?da. P??rodn? sl?da se pou??v? p?edev??m pro elektrickou izolaci. Ze syntetick?ch sl?d se pou??v? fluorflogopit.

Sl?dy jsou l?tky s charakteristickou strukturou list?. To umo??uje rozd?lit krystaly sl?dy na tenk? pl?tky - od 6 do 45 mikron? nebo v?ce. Ze v?ech p??rodn?ch sl?d se jako dielektrika pou??vaj? pouze muskovit a flogopit. Tyto sl?dy se snadno ?t?p? a maj? vysok? elektrick? vlastnosti.

V elektrotechnice se pou??vaj? n?sleduj?c? typy sl?d.

Trhan? sl?da - tenk? listy libovoln?ho obrysu. V z?vislosti na plo?e obd?ln?ku, kterou lze vepsat do obrysu listu, se trhan? sl?da d?l? do dev?ti velikost?. Na z?klad? tlou??ky list? se trhan? sl?da d?l? do ?ty? skupin. Trhan? sl?da se pou??v? k v?rob? lepen?ch sl?dov?ch elektroizola?n?ch materi?l? (micanit, micafolia, micalente atd.).

Kondenz?torov? sl?da - obd?ln?kov? listy z?skan? ra?en?m (?ez?n?m) ze sl?dov?ch desek (polbora). Kondenz?torov? sl?da se pou??v? p?i v?rob? sl?dov?ch kondenz?tor? jako hlavn? dielektrikum a tak? jako ochrann? desky.

Sl?da pro elektrick? vakuov? za??zen? jsou ploch? d?ly r?zn?ch tvar?, vybaven? ur?en?mi otvory. Tyto produkty se z?sk?vaj? ?ez?n?m desek z muskovitov? sl?dy. Tlou??ka sl?dov?ch d?l? se pohybuje v rozmez? 0,1 - 0,5 mm.

Gilotinov? sl?da - obd?ln?kov? pl?ty r?zn?ch velikost? a tlou??ky 0,08 - 0,6 mm. Tento typ sl?dov?ch v?robk? se pou??v? jako r?zn? typy elektrick?ch izola?n?ch t?sn?n? v elektrick?ch stroj?ch a za??zen?ch s n?zk?m v?konem.

Elektrick? izola?n? materi?ly na b?zi sl?dy vyroben? z loupan? sl?dy a pojiv; micanity, micafolia a mycalentes. Jsou to kompozitn? materi?ly sest?vaj?c? ze sl?dov?ch pl?t? slepen?ch dohromady pomoc? n?jak?ho druhu prysky?ice nebo laku. Hlavn? oblast? pou?it? lepen?ch sl?dov?ch materi?l? je izolace vinut? vysokonap??ov?ch elektrick?ch stroj? (?t?rbinov?, oto?n? atd.), jako? i tepeln? odoln?ch n?zkonap??ov?ch stroj?.

Sl?da a sl?dov? plastov? elektroizola?n? materi?ly– p?i v?voji p??rodn? sl?dy a v?rob? elektroizola?n?ch materi?l? na b?zi loupan? sl?dy vznik? cca 90 % r?zn?ho odpadu. Recyklace odpad? vedla k v?rob? nov?ch elektroizola?n?ch materi?l? - sl?dy a sl?dov?ch plast?.

Sl?dov? materi?ly se z?sk?vaj? ze sl?dov?ho pap?ru nebo lepenky, p?edem upraven? n?jakou pojivovou kompozic? (prysky?ice, laky).

Pro z?sk?n? sl?dov?ho pap?ru se sl?dov? odpad ve form? ?ist?ch od?ezk? podrob? tepeln?mu zpracov?n? p?i 750 – 800°C. V d?sledku toho podl?haj? v?razn?mu bobtn?n? a jsou rozd?leny na mal? ??stice. Po jejich promyt? vodou vznikne sl?dov? suspenze, ze kter? se vyr?b? sl?dov? pap?r a lepenka.

Elektrokeramick? materi?ly jsou pevn? l?tky z?skan? tepeln?m zpracov?n?m - v?palem v?choz? keramick? hmoty sest?vaj?c? z r?zn?ch miner?l? odebran?ch v ur?it?m pom?ru.

Hlavn? sou??st? mnoha elektrokeramick?ch materi?l? (porcel?n, steatit atd.) jsou p??rodn? j?lov? l?tky (j?ly, kaoliny). Krom? j?lov?ch materi?l? se do elektrokeramick?ch hmot vn??? k?emen, ?ivec (elektroporcel?n), d?le mastek, uhli?itan barnat? nebo uhli?itan v?penat? (steatit) atd.

Z?v?r

P?ed vytvo?en?m kvantov? mechaniky byla vodivost l?tek vysv?tlov?na uva?ov?n?m pohybu elektronov?ho plynu. ??stice tohoto plynu – elektrony – se sr??ej? s ionty krystalov? m???ky l?tky. Podle kvantov? teorie vodivosti, kter? pova?uje pohyb elektron? krystalovou m???kou za ???en? de Boyleov?ch elektronov?ch vln, nemohou b?t uzly m???ky pro elektronovou vlnu p?ek??kou. Kvantov? teorie vodivosti pevn?ch l?tek je zalo?ena na teorii p?s?. V pevn?ch l?tk?ch nab?vaj? elektrony pouze ur?it? energetick? hodnoty. Ka?d? takov? hodnota je reprezentov?na hladinou energie. ?rovn? jsou seskupeny do z?n, odd?len?ch od sebe energetick?mi mezerami pat??c?mi k z?n?.

V kovech se z?ny bu? p?ekr?vaj?, nebo nejsou zcela vypln?ny elektrony. A v kovu se pod vlivem elektrick?ho pole elektron voln? pohybuje z ?rovn? na ?rove?. Snadn? mo?nost pohybu z ?rovn? na ?rove? znamen? voln? pohyb elektronu.

U polovodi?? a izolant? je vypln?n? p?s odd?len od mezery voln? energie. Elektrony mohou proch?zet t?mto p?smem d?ky tepeln? energii. Pravd?podobnost takov?ch p?echod? se zvy?uje s rostouc? teplotou. S rostouc? teplotou se proto zvy?uje vodivost polovodi?? a dielektrik – to je jejich nejd?le?it?j?? rozd?l od kov?.

Bibliografie

Sindeev Yu.G., Granovsky V.G. Elektrotechnika. U?ebnice pro studenty pedagogick?ch a technick?ch vysok?ch ?kol. Rostov na Donu: "Phoenix", 1999.

Licha?ev V.L. Elektrotechnika. Adres??. Svazek 1./V.L. Licha?ev. – M.: SOLON-Press, 2003.

?danov L.S., ?danov G.L. Fyzika pro st?edn? odborn? ?koly: U?ebnice. – 4. vyd., rev. – M.: V?da. Hlavn? redakce fyzik?ln? a matematick? literatury, 1984.

Remizov A.N. Kurz fyziky: U?ebnice pro vysok? ?koly / A.N. Remizov, A.Ya. Potapenko. – M.: Drop, 2002.

Dmitrieva V.F. Fyzika: U?ebnice pro technick? ?koly./Ed. V.L. Prokofjev, - 4. vyd., vymaz?no. – M.: Vy???. ?kola, 2001.

Gribov L.A., Prokofieva N.I. Z?klady fyziky: U?ebnice. – 2. vyd. – M.: V?da. Fizmatlit, 1995.

Yavorsky B.M., Pinsky A.A. Z?klady fyziky: U?ebnice. Ve dvou svazc?ch: T.1. – 3. vyd. p?epracov?no – M.: V?da. Fizmatlit, 1981.

Prezentace sn?mk?

Text sn?mku: Vodi?e a dielektrika v elektrostatick?m poli Artem Mezhetsky 10 “B” ??inkuje: M?stsk? vzd?l?vac? ?stav “St?edn? ?kola ?. 30 m?sta Belovo” Vedouc?: Popova Irina Aleksandrovna Belovo 2011

Text sn?mku: Pl?n: 1. Vodi?e a dielektrika. 2. Vodi?e v elektrostatick?m poli. 3. Dielektrika v elektrostatick?m poli. Dva typy dielektrik. 4.Dielektrick? konstanta.

Text sn?mku: l?tky vodivost? vodi?e jsou l?tky, kter? vedou elektrick? proud existuj? voln? n?boje dielektrika jsou l?tky, kter? nevedou elektrick? proud neexistuj? ??dn? voln? n?boje

Text sn?mku: Struktura kov? + + + + + + + + + - - - - - - - - -

Text sn?mku: Kovov? vodi? v elektrostatick?m poli + + + + + + + + + - - - - - - - + + + + + Ev. Evn. Evn.= Evn. -

Text sn?mku: Kovov? vodi? v elektrostatick?m poli E vn?j?? = E vnit?n?. Celkem=0 V?STUP: Uvnit? vodi?e nen? ??dn? elektrick? pole. Ve?ker? statick? n?boj vodi?e je soust?ed?n na jeho povrchu.

Text sn?mku: Struktura dielektrika, struktura molekuly kuchy?sk? soli NaCl, elektrick? dip?l - kombinace dvou bodov?ch n?boj?, stejn? velikosti a opa?n?ho znam?nka. Na Cl - - - - - - - - + - + -

Text sn?mku: Typy dielektrik Pol?rn? Skl?daj? se z molekul, ve kter?ch se st?edy rozlo?en? kladn?ch a z?porn?ch n?boj? neshoduj? s kuchy?skou sol?, alkoholy, vodou atd. Nepol?rn? Skl?daj? se z molekul, ve kter?ch jsou centra rozlo?en? kladn?ch a z?porn?ch n?boj?; poplatky se neshoduj?. inertn? plyny, O2, H2, benzen, polyethylen atd.

Text sn?mku: Struktura pol?rn?ho dielektrika + - + - + - + - + - + -

Sn?mek ?. 10

Text sn?mku: Dielektrikum v elektrick?m poli + - + + + + + + + - E ext. E vnit?n? + - + - + - + - E vnit?n?< Е внеш. ВЫВОД: ДИЭЛЕКТРИК ОСЛАБЛЯЕТ ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Sn?mek ?. 11

Text sn?mku: Dielektrick? konstanta prost?ed? - charakteristika elektrick?ch vlastnost? dielektrika E Eo - intenzita elektrick?ho pole ve vakuu - intenzita elektrick?ho pole v dielektriku - dielektrick? konstanta prost?ed? = Eo E

Sn?mek ?. 12

Text sn?mku: Dielektrick? konstanta l?tek l?tky Dielektrick? konstanta m?dia voda 81 petrolej 2,1 olej 2,5 paraf?n 2,1 sl?da 6 sklo 7

Sn?mek ?. 13

Text sn?mku: Coulomb?v z?kon: S?la elektrick?ho pole vytvo?en? bodov?m n?bojem: q1 q2 r 2 q r 2

Sn?mek ?. 14

Text sn?mku: ?kol

Sn?mek ?. 15

Text sn?mku: ?e?en? probl?mu

Sn?mek ?. 16

Text sn?mku: ?e?en? probl?m?

Sn?mek ?. 17

Text sn?mku: ?e?en? probl?m?

Sn?mek ?. 18

Text sn?mku: Test ?. 1: Kladn? nabit? t?leso je p?ivedeno na t?i kontaktn? desky A, B, C. Desky B, C jsou vodi? a A je dielektrikum. Jak? n?boje budou na desk?ch po ?pln?m vyta?en? desky B? Mo?nosti odpov?d?

Sn?mek ?. 19

Text sn?mku: ?. 2: Nabit? kovov? kuli?ka je postupn? pono?ena do dvou dielektrick?ch kapalin (1< 2). Какой из нижеприведенных графиков наиболее точно отражает зависимость потенциала поля от расстояния, отсчитываемого от центра шара?

Sn?mek ?. 20

Text sn?mku: ?. 3: Kdy? je prostor mezi deskami ploch?ho kondenz?toru zcela vypln?n dielektrikem, zm?n? se intenzita pole uvnit? kondenz?toru 9kr?t. Kolikr?t se zm?nila kapacita kondenz?toru? A) Zv??eno 3kr?t. B) Sn??eno 3kr?t. C) Zv??eno 9kr?t. D) Sn??eno 9kr?t. E) Nezm?nilo se.

Sn?mek ?. 21

Text sn?mku: ?. 4: Kladn? n?boj byl um?st?n do st?edu silnost?nn? nenabit? kovov? koule. Kter? z n?sleduj?c?ch obr?zk? odpov?d? rozlo?en? elektrostatick?ch silo?ar?

Sn?mek ?. 22

Text sn?mku: ?. 5: Kter? z n?sleduj?c?ch obr?zk? odpov?d? rozlo?en? silo?ar pro kladn? n?boj a uzemn?nou kovovou rovinu?

Sn?mek ?. 23

Text sn?mku: Reference Kasyanov, V.A. Fyzika, 10. ro?n?k [Text]: u?ebnice pro st?edn? ?koly / V.A. Kasjanov. – LLC „Drofa“, 2004. – 116 s. Kabardin O.F., Orlov V.A., Evenchik E.E., Shamash S.Ya., Pinsky A.A., Kabardina S.I., Dik Yu.I., Nikiforov G.G., Shefer N. .AND. "Fyzika. 10. t??da, „Osv?cen?“, 2007

Sn?mek ?. 24

Text sn?mku: V?echno =)

Vodi?e a dielektrika

Sn?mky: 8 Slov: 168 Zvuky: 0 Efekty: 0

Elektrick? pole ve hmot?. Jak?koli prost?ed? zeslabuje s?lu elektrick?ho pole. Elektrick? charakteristiky m?dia jsou ur?eny pohyblivost? nabit?ch ??stic v n?m. L?tky, vodi?e, polovodi?e, dielektrika. L?tky. Voln? n?boje jsou nabit? ??stice stejn?ho znam?nka, kter? se mohou pohybovat vlivem elektrick?ho pole. V?zan? n?boje jsou na rozd?l od n?boj?, kter? se nemohou pohybovat pod vlivem elektrick?ho pole nez?visle na sob?. Dirigenti. Vodi?e jsou l?tky, ve kter?ch se voln? n?boje mohou pohybovat v cel?m objemu. Vodi?e - kovy, roztoky sol?, kyseliny, vlhk? vzduch, plazma, lidsk? t?lo. - Explorer.ppt

Vodi?e v elektrick?m poli

Sn?mky: 10 Slov: 282 Zvuky: 1 Efekty: 208

Vodi?e v elektrick?m poli. Ani v jin?ch vodi??ch nen? elektrick? pole. Uva?ujme elektrick? pole uvnit? kovov?ho vodi?e...... Dielektrika. V nepol?rn?ch dielektrik?ch se st?ed kladn?ho a z?porn?ho n?boje shoduje. V elektrick?m poli se jak?koli dielektrikum st?v? pol?rn?. Dip?l. Polarizace dielektrik. - Vodi?e v elektrick?m poli.ppt

Vodi?e v elektrostatick?m poli

Sn?mky: 11 Slov: 347 Zvuky: 0 Efekty: 18

Vodi?e a dielektrika v elektrostatick?m poli. Vodi?e v elektrostatick?m poli Dielektrika v elektrostatick?m poli. - Kovy; kapaln? roztoky a taveniny elektrolyt?; plazma. Mezi vodi?e pat??: Vodi?e v elektrostatick?m poli. Evnesh. Vnit?n? pole oslab? to vn?j??. Evn. Uvnit? vodi?e um?st?n?ho v elektrostatick?m poli nen? ??dn? pole. Elektrostatick? vlastnosti homogenn?ch kovov?ch vodi??. Dielektrika. Pol?rn?. Nepol?rn?. Mezi dielektrika pat?? vzduch, sklo, ebonit, sl?da, porcel?n a such? d?evo. Dielektrika v elektrostatick?m poli. - Vodi?e v elektrostatick?m poli.ppt

Vodi?e a dielektrika

Sn?mky: 18 Slov: 507 Zvuky: 0 Efekty: 206

Elektrick? pole. Vodi?e a dielektrika v elektrostatick?m poli. Vodi?e a dielektrika. L?tky podle vodivosti. Posledn? elektron. Struktura kov?. Kovov? vodi?. Kovov? vodi? v elektrostatick?m poli. Dielektrick? struktura. Struktura pol?rn?ho dielektrika. Dielektrikum v elektrick?m poli. Dielektrick? konstanta m?dia. Coulomb?v z?kon. Mikrovlnn? trouba. Mikrovlnn? trouba. Jak mikrovlny oh??vaj? j?dlo. Nap?jen?. - Vodi?e a dielektrika.ppt

Vodi?e v elektrick?m poli;

Sn?mky: 18 Slov: 624 Zvuky: 1 Efekty: 145

T?ma: "Vodi?e a dielektrika v elektrick?m poli." Dirigenti. Nabijte uvnit? vodi?e. Podle principu superpozice pole je nap?t? uvnit? vodi?e nulov?. Vodiv? koule. Vezm?me libovoln? bod A. N?boje oblast? jsou stejn?. Elektrostatick? indukce. Ekvipotenci?ln? plochy. Nejzn?m?j?? elektrick? ryby jsou. Elektrick? rejnok. Elektrick? ?ho?. Dielektrika. Dielektrika jsou materi?ly, kter? nemaj? ??dn? voln? elektrick? n?boje. Existuj? t?i typy dielektrik: pol?rn?, nepol?rn? a feroelektrika. - Vodi?e v elektrick?m poli, dielektrika v elektrick?m poli.ppt

Elektrick? pole v dielektriku

Sn?mky: 31 Slov: 2090 Zvuky: 0 Efekty: 0

Dielektrika za norm?ln?ch podm?nek nevedou elektrick? proud. Term?n „dielektrika“ zavedl Faraday. Dielektrikum, jako ka?d? l?tka, se skl?d? z atom? a molekul. Dielektrick? molekuly jsou elektricky neutr?ln?. Polarizace. S?la pole v dielektriku. Vlivem pole se dielektrikum polarizuje. V?sledn? pole uvnit? dielektrika. Pole. Elektrick? posun. Vn?j?? pole je tvo?eno syst?mem voln?ch elektrick?ch n?boj?. Gaussova v?ta pro pole v dielektriku. Gaussova v?ta pro elektrostatick? pole v dielektriku. Vlastnosti feroelektrik siln? z?vis? na teplot?. - Dielektrikum.ppt

Polarizace dielektrik

Sn?mky: 20 Slov: 1598 Zvuky: 0 Efekty: 0

Polarizace dielektrik. Relativn? dielektrick? konstanta. Polariza?n? vektor. Mechanismy polarizace. Spont?nn? polarizace. Polarizace migrace. Typy elastick? polarizace. Iontov? elastick? polarizace. Dip?lov? elastick? polarizace. Typy tepeln? polarizace. Dip?lov? tepeln? polarizace. Elektronick? tepeln? polarizace. Dielektrick? konstanta. Feroelektrika. Piezoelektrika. Piezoelektrick? jevy pozorujeme pouze u krystal?, kter? nemaj? st?ed symetrie. Pyroelektrika. Pyroelektrika vykazuj? spont?nn? polarizaci pod?l pol?rn? osy. Fotopolarizace. -