Vodi?e v elektrickom poli vo?n? n?boje - nabit? ?astice rovnak?ho znamienka, schopn? pohybu pod vplyvom elektrick?ho po?a viazan? n?boje - opa?n? n?boje zahrnut? v zlo?en? at?mov (alebo molek?l), ktor? sa nem??u pohybova? pod vplyvom elektrick?ho po?a nez?visle od seba l?tok vodi?e dielektrika polovodi?e

Ak?ko?vek m?dium oslabuje intenzitu elektrick?ho po?a

Elektrick? charakteristiky m?dia s? ur?en? pohyblivos?ou nabit?ch ?ast?c v ?om

Vodi?: kovy, roztoky sol?, kyseliny, vlhk? vzduch, plazma, ?udsk? telo

Ide o teleso, ktor? vo vn?tri obsahuje dostato?n? mno?stvo vo?n?ch elektrick?ch n?bojov, ktor? sa m??u pohybova? vplyvom elektrick?ho po?a.

Ak vlo??te do elektrick?ho po?a nenabit? vodi?, nosi?e n?boja sa za?n? pohybova?. S? rozdelen? tak, ?e elektrick? pole, ktor? vytv?raj?, je opa?n? ako vonkaj?ie pole, to znamen?, ?e pole vo vn?tri vodi?a bude oslaben?. N?boje sa bud? prerozde?ova? dovtedy, k?m nebud? splnen? podmienky pre rovnov?hu n?bojov na vodi?i, to znamen?:

neutr?lny vodi? zaveden? do elektrick?ho po?a preru?? ?ahov? ?iary. Kon?ia na z?porn?ch indukovan?ch n?bojoch a za??naj? na kladn?ch

Jav priestorovej separ?cie n?bojov sa naz?va elektrostatick? indukcia. Vlastn? pole indukovan?ch n?bojov kompenzuje vonkaj?ie pole vo vn?tri vodi?a s vysokou presnos?ou.

Ak m? vodi? vn?torn? dutinu, pole bude vo vn?tri dutiny ch?ba?. T?to okolnos? sa pou??va pri organizovan? ochrany zariaden? pred elektrick?mi po?ami.

Elektrifik?cia vodi?a vo vonkaj?om elektrostatickom poli oddelen?m kladn?ch a z?porn?ch n?bojov, ktor? sa v ?om u? vyskytuj? v rovnak?ch mno?stv?ch, sa naz?va jav elektrostatickej indukcie a samotn? prerozdelen? n?boje sa naz?vaj? indukovan?. Tento jav mo?no vyu?i? na elektrizovanie nenabit?ch vodi?ov.

Nenabit? vodi? m??e by? elektrifikovan? kontaktom s in?m nabit?m vodi?om.

Rozlo?enie n?bojov na povrchu vodi?ov z?vis? od ich tvaru. V bodoch sa pozoruje maxim?lna hustota n?boja a vo vn?tri vybran? je zn??en? na minimum.

Vlastnos? elektrick?ch n?bojov koncentrova? sa v povrchovej vrstve vodi?a na?la uplatnenie na z?skanie v?znamn?ch potenci?lov?ch rozdielov elektrostatickou met?dou. Na obr. je zn?zornen? sch?ma elektrostatick?ho gener?tora pou??van?ho na ur?ch?ovanie element?rnych ?ast?c.

Na izola?nom st?pe 2 je umiestnen? gu?ov? vodi? 1 ve?k?ho priemeru. Vo vn?tri st?pa sa pohybuje uzavret? dielektrick? p?ska 3, ktor? poh??a bubny 4. Z vysokonap??ov?ho gener?tora sa eklektick? n?boj pren??a cez s?stavu hrotit?ch vodi?ov 5 do p?ska, na zadnej strane p?sky je uzem?ovacia doska 6. N?boje z p?sky sa odstra?uj? s?stavou bodov 7 a te?? na vodiv? gu?u. Maxim?lny n?boj, ktor? sa m??e nahromadi? na guli, je ur?en? ?nikom z povrchu gu?ov?ho vodi?a. V praxi je s gener?tormi podobn?ho dizajnu s priemerom gule 10–15 m mo?n? z?ska? potenci?lny rozdiel r?dovo 3–5 mili?nov voltov. Na zv??enie n?boja gule sa niekedy cel? kon?trukcia umiest?uje do krabice naplnenej stla?en?m plynom, ?o zni?uje intenzitu ioniz?cie.

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

Prezent?cia na t?mu: Dielektrikum

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

ELEKTROSTATICK? OBLAS? V DIELEKTRIKE Druhy dielektr?k a ich polariz?cia Dielektrik? s? l?tky, v ktor?ch prakticky neexistuj? ?iadne vo?n? nosi?e n?boja. Dielektrik? za norm?lnych podmienok neved? elektrick? pr?d. Term?n „dielektrika“ zaviedol Faraday. V pr?rode neexistuj? ide?lne dielektrik?, preto?e v?etky l?tky do ur?itej miery ved? elektrick? pr?d. Dielektrik? ved? elektrick? pr?d pribli?ne o 15 - 20 r?dov hor?ie ako l?tky naz?van? vodi?e. Dielektrikum, ako ka?d? l?tka, pozost?va z at?mov a molek?l. Dielektrick? molekuly s? elektricky neutr?lne. Kladn? n?boj v?etk?ch jadier molekuly sa rovn? celkov?mu n?boju elektr?nov. Molekula m??e by? pova?ovan? za elektrick? dip?l s elektrick?m momentom, kde Q je celkov? kladn? n?boj at?mov?ch jadier v molekule, l je vektor ?ahan? z „?a?iska“ z?porn?ch n?bojov elektr?nov v molekule do „?a?isko“ kladn?ch n?bojov - at?mov?ch jadier. 900igr.net

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Dielektrikum sa naz?va nepol?rne (s kovalentnou nepol?rnou chemickou v?zbou medzi at?mami v molekul?ch), ak sa pri absencii vonkaj?ieho elektrick?ho po?a „?a?isk?“ kladn?ch a z?porn?ch n?bojov v molekul?ch zhoduj? a preto je elektrick? moment p molek?l tak?chto dielektr?k nulov? (pr?kladom je: N2, H2, O2, CO2, CH4). Vplyvom vonkaj?ieho elektrick?ho po?a sa n?boje nepol?rnych molek?l pos?vaj? v opa?n?ch smeroch (kladn? - pozd?? po?a, negat?vne - proti po?u) a molekuly z?skavaj? dip?lov? moment.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Dielektrikum sa naz?va pol?rne (s kovalentnou pol?rnou chemickou v?zbou medzi at?mami v molekul?ch), ak aj pri absencii vonkaj?ieho elektrick?ho po?a „?a?isk?“ kladn?ch a z?porn?ch n?bojov nie s? zhodn?. Molekuly tak?chto dielektr?k maj? v?dy dip?lov? moment. Pr?klady tak?chto molek?l s?: H2O, NH3, SO2, CO. Pri absencii vonkaj?ieho po?a s? dip?lov? momenty pol?rnych molek?l v d?sledku tepeln?ho pohybu n?hodne orientovan? v priestore a ich v?sledn? moment je nulov?. Ak je tak?to dielektrikum umiestnen? vo vonkaj?om poli, potom sily tohto po?a bud? ma? tendenciu ot??a? dip?ly pozd?? po?a a vznik? nenulov? v?sledn? dip?lov? moment.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Dielektrikum sa naz?va i?nov?, ktor?ho molekuly maj? i?nov? (kry?talick?) ?trukt?ru (pr?klady: NaCl, KS1, KBr). I?nov? kry?t?ly s? priestorov? mrie?ky s pravideln?m striedan?m i?nov r?znych znakov. V t?chto kry?t?loch nie je mo?n? izolova? jednotliv? molekuly a kry?t?ly mo?no pova?ova? za syst?m dvoch do seba zatla?en?ch i?nov?ch podmrie?ok. Ke? sa na i?nov? kry?t?l aplikuje elektrick? pole, doch?dza k ur?itej deform?cii kry?t?lovej mrie?ky alebo relat?vnemu posunutiu podmrie?ok, ?o vedie k vzniku dip?lov?ch momentov.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Ke? sa v?etky tri skupiny dielektr?k zaved? do vonkaj?ieho magnetick?ho po?a, d?jde k polariz?cii dielektrika - proces orient?cie dip?lov alebo vzh?ad dip?lov orientovan?ch pozd?? po?a pod vplyvom vonkaj?ieho elektrick?ho po?a. V d?sledku toho vznik? nenulov? celkov? dip?lov? moment molek?l dielektrika.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Pod?a troch skup?n dielektr?k sa rozli?uj? tri typy polariz?cie: elektronick?, ?i?e deforma?n?, polariz?cia dielektrika s nepol?rnymi molekulami. ktor? spo??va vo v?skyte indukovan?ho dip?lov?ho momentu v at?moch v d?sledku deform?cie elektronick?ch dr?h; orienta?n?, alebo dip?lov?, polariz?cia dielektrika s pol?rnymi molekulami, ktor? spo??va v orient?cii existuj?cich dip?lov?ch momentov molek?l pozd?? po?a. Tepeln? pohyb br?ni ?plnej orient?cii molek?l, ale v d?sledku spolo?n?ho p?sobenia oboch faktorov (elektrick?ho po?a a tepeln?ho pohybu) doch?dza k prednostnej orient?cii dip?lov?ch momentov molek?l pozd?? po?a. T?to orient?cia je t?m silnej?ia, ??m vy??ia je intenzita elektrick?ho po?a a ??m ni??ia je teplota; i?nov? polariz?cia dielektrika s i?nov?mi kry?t?lov?mi mrie?kami. spo??vaj?ce v posunut? podmrie?ky pozit?vnych i?nov pozd?? po?a a negat?vnych - proti po?u, ?o vedie k vzniku dip?lov?ch momentov.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Polariz?cia. Intenzita po?a v dielektriku Polariz?ciu dielektrika charakterizuje vektorov? veli?ina - polariz?cia, ur?en? dip?lov?m momentom jednotkov?ho objemu dielektrika: kde je dip?lov? moment dielektrika Pri izotropn?ch dielektrik?ch a slab?ch poliach sa nach?dza dip?lov? moment dielektrika. polariz?cia P line?rne z?vis? od intenzity po?a E. ae je dielektrick? susceptibilita l?tky, charakterizuj?ca vlastnosti dielektrika; ae je bezrozmern? veli?ina a ae je v?dy > 0 a pre v???inu dielektr?k (tuh? a kvapaln?) je to nieko?ko jednotiek. - dip?lov? moment i-tej molekuly. Ak je dielektrikum izotropn? a E nie je pr?li? ve?k?, potom

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Doska z homog?nneho dielektrika, ktor? vyp??a priestor medzi dvoma nekone?n?mi paraleln?mi opa?ne nabit?mi rovinami, a preto sa nach?dza v rovnomernom vonkaj?om elektrickom poli E0. Vplyvom po?a sa dielektrikum polarizuje, t.j. doch?dza k vytes?ovaniu n?bojov. Kladn? sa pohybuj? vpravo pozd?? po?a a z?porn? v?avo oproti poli. Na pravej strane dielektrika, smeruj?cej k z?pornej rovine, bude prebytok kladn?ho n?boja s povrchovou hustotou +s, na ?avej strane, na strane kladnej dosky, bude prebytok z?porn?ho n?boja s povrchov? hustota –s. Tieto nekompenzovan? n?boje, ktor? s? v?sledkom polariz?cie dielektrika, sa naz?vaj? viazan?.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

V d?sledku v?skytu viazan?ch n?bojov na dielektriku niektor? nap??ov? vedenia neprejd? cez dielektrikum. Skon?ia (alebo za?n?) na z?klade pripojen?ch poplatkov. V s?lade s t?m bude intenzita elektrick?ho po?a vo vn?tri dielektrika men?ia ako E0. Vzh?ad viazan?ch n?bojov vedie k vzniku dodato?n?ho elektrick?ho po?a E" (pole vytvoren?ho viazan?mi n?bojmi). Toto pole je nasmerovan? proti vonkaj?iemu po?u E0 (pole vytvoren? vo?n?mi n?bojmi) a oslabuje ho. V?sledn? pole vo vn?tri dielektrikum Pole vytvoren? dvoma nekone?n?mi nabit?mi rovinami, preto E=E0 – E“;

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Ur?me povrchov? hustotu viazan?ch n?bojov s’. celkov? dip?lov? moment dielektrickej dosky pV = PV = PSd, kde S je plocha ?ela dosky, d je jej hr?bka. Teda. pV = PSd= s"Sd a teda s"= P, t.j. povrchov? hustota s" viazan?ch n?bojov sa rovn? polariz?cii P. Na druhej strane celkov? dip?lov? moment, pod?a defin?cie Z defin?cie polariz?cie z?skame, ?e sa rovn? s??inu viazan?ho n?boja ka?dej plochy (Q" = s"S) k vzdialenosti d medzi nimi, d = l

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Dosaden?m s"= P do v?razov sa dostaneme z miesta, kde je sila v?sledn?ho po?a vo vn?tri dielektrika rovn?. Bezrozmern? veli?ina sa naz?va dielektrick? kon?tanta prostredia.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Vektor intenzity elektrostatick?ho po?a z?vis? od vlastnost? m?dia a pri prechode cez dielektrick? hranicu doch?dza k jeho prudkej zmene, preto sa na charakteriz?ciu elektrostatick?ho po?a okrem vektora E pou??va aj vektor elektrick?ho posunu, ktor? nepodlieha diskontinuite na hranici dvoch m?di?. kde e0 je elektrick? kon?tanta; e je dielektrick? kon?tanta m?dia. Elektrick? posun, ktor? sp?sobuje ?a?kosti pri v?po?te pol?. Pre izotropn? m?dium vektor elektrick?ho posunu

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Viazan? n?boje sa objavuj? v dielektriku v pr?tomnosti vonkaj?ieho elektrostatick?ho po?a. Vonkaj?ie pole je vytvoren? syst?mom vo?n?ch elektrick?ch n?bojov. V dielektriku existuje elektrostatick? pole vo?n?ch n?bojov a navy?e elektrostatick? pole viazan?ch n?bojov. V?sledn? pole v dielektriku je op?san? vektorom intenzity E, a preto z?vis? od vlastnost? dielektrika. Vektor D popisuje elektrostatick? pole vytvoren? vo?n?mi n?bojmi. Viazan? n?boje vznikaj?ce v dielektriku m??u sp?sobi? prerozdelenie vo?n?ch n?bojov, ktor? vytv?raj? pole. Vektor D charakterizuje elektrostatick? pole vytvoren? vo?n?mi n?bojmi, ale s ich rozlo?en?m v priestore ako v pr?tomnosti dielektrika. Pole D, rovnako ako pole E, je zn?zornen? pomocou silo?iar vektora elektrick?ho posunu, ktor?ch smer a hustota s? ur?en? rovnak?m sp?sobom ako pre ?iary vektora nap?tia. ?iary vektora E m??u za??na? a kon?i? ?ubovo?n?mi n?bojmi - vo?n?mi a viazan?mi, zatia? ?o ?iary vektora D - iba vo?n?mi n?bojmi. Cez oblasti po?a, kde sa nach?dzaj? viazan? n?boje, prech?dzaj? ?iary vektora D bez preru?enia.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Po?et ?iar vektora D prech?dzaj?cich element?rnou plochou dS, ktorej norm?la n zviera s vektorom D uhol a, DdScosa = DndS, kde Dn je priemet vektora D na norm?lu n do plochy dS. kde Tok vektora D. Gaussova veta pre pole v dielektriku Tok vektora elektrick?ho posunutia plochou dS je podobn? toku vektora E

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Tok vektora D z?vis? nielen od konfigur?cie po?a D, ale aj od vo?by smeru Jednotkou FD toku vektora D v SI je pr?vesok (C). 1 C sa rovn? elektrick?mu posuvn?mu toku spojen?mu s celkov?m bezplatn?m n?bojom 1 C. Pre ?ubovo?n? uzavret? plochu S tok vektora D cez t?to plochu

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Gaussova veta pre elektrostatick? pole v dielektriku Tok vektora posunutia elektrostatick?ho po?a v dielektriku cez ?ubovo?n? uzavret? povrch sa rovn? algebraick?mu s??tu vo?n?ch elektrick?ch n?bojov obsiahnut?ch vo vn?tri tohto povrchu. V pr?pade spojit?ho rozlo?enia n?boja v priestore s objemovou hustotou mo?no Gaussovu vetu pre elektrostatick? pole v dielektriku zap?sa? ako Tok vektora posunutia elektrostatick?ho po?a v dielektriku cez ?ubovo?n? uzavret? povrch sa rovn? vo?n? n?boj obsiahnut? v objeme ohrani?enom touto plochou.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Pre pr?pad v?kua mo?no vzorec form?lne zap?sa? v tvare Ke??e zdrojom po?a E v prostred? s? vo?n? aj viazan? n?boje, Gaussovu vetu pre pole E v najv?eobecnej?om tvare m??eme zap?sa? ako povrch S. Tento vzorec je v?ak neprijate?n? na opis po?a E v dielektriku, preto?e vyjadruje vlastnosti nezn?meho po?a E prostredn?ctvom pridru?en?ch n?bojov, ktor? s? n?m ur?en?. To op?? dokazuje uskuto?nite?nos? zavedenia vektora elektrick?ho posunu.

22

Popis sn?mky:

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Priemet vektora nap?tia rovnobe?n?ho s rozhran?m sa naz?va tangenci?lna zlo?ka vektora Delen?m v?avo a vpravo z?skame: Dotykov? vektor Et je rovnak? na oboch stran?ch rozhrania (neprech?dza skokom), t.j. je nepretr?it?

Aby sme z?skali podmienky pre norm?lov? zlo?ky vektorov E a D, zostroj?me rovn? valec zanedbate?ne malej v??ky, ktor?ho jedna z?klad?a je v prvom dielektriku, druh? v druhom. B?zy DS s? tak? mal?, ?e v ka?dej z nich je vektor D rovnak?. Pod?a Gaussovej vety pre pole v dielektriku, kde nie s? ?iadne vo?n? n?boje, dostaneme (norm?lne n a n" k z?kladniam valca smeruj? v opa?n?ch smeroch). Norm?lna zlo?ka vektora D je spojit?, bez podstupuje preto skok

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Nahraden?m pod?a projekcie vektora D projekciami vektora E vyn?soben?ho e®e dostaneme Norm?lna zlo?ka vektora E na rozhran? medzi dvoma dielektrikami presko??. Ak teda na rozhran? dvoch homog?nnych izotropn?ch dielektr?k nie s? ?iadne vo?n? n?boje, potom sa pri prekro?en? tejto hranice zlo?ky Et a Dn plynule menia (nepresko?ia) a zlo?ky En a Dt prejd? skokom. Z podmienok pre zlo?kov? vektory E a D vypl?va, ?e ?iary t?chto vektorov sa zlomia (s? lomen?).

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Feroelektrik? s? kry?talick? dielektrik?, ktor? maj? spont?nnu polariz?ciu v ur?itom teplotnom rozsahu. Polariz?cia sa pri absencii vonkaj?ieho elektrick?ho po?a v?razne men? pod vplyvom vonkaj??ch vplyvov, ako s? zmeny teploty, elektrick?ho po?a a deform?cie. Tieto vlastnosti prv?kr?t objavil I.V. Kurchatov a P.P. Kobeko (1930) pri ?t?diu kry?t?lov Rochellovej soli NaKS4H4O6 4H,O. Tomuto typu kry?t?lu dalo n?zov feroelektrika. Nesk?r sa uk?zalo, ?e podobn? vlastnosti m? titani?itan b?rnat?, dihydrogenfosfore?nan draseln? at?.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Pri absencii vonkaj?ieho elektrick?ho po?a je feroelektrikum ako mozaika dom?n. Dom?ny s? oblasti s r?znymi smermi polariz?cie. Na obr?zku ??pky ozna?uj? smery polariza?n?ho vektora. Ke? sa feroelektrikum zavedie do vonkaj?ieho po?a, dip?lov? momenty dom?n sa preorientuj? pozd?? po?a. V?sledn? celkov? elektrick? pole dom?n si zachov? svoju ur?it? orient?ciu aj po z?niku vonkaj?ieho po?a. Preto maj? feroelektrik? anom?lne ve?k? dielektrick? kon?tanty (pre Rochellovu so? napr?klad segn ~ 104). V susedn?ch dom?nach s? tieto smery r?zne a vo v?eobecnosti je dip?lov? moment dielektrika nulov?.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Vlastnosti feroelektrika silne z?visia od teploty. Ka?d? feroelektrikum je charakterizovan? takzvan?m Curieov?m bodom. Curieov bod je teplotn? charakteristika ka?d?ho typu feroelektrika, nad ktorou mizn? ich nezvy?ajn? elektrick? vlastnosti. V tomto pr?pade sa feroelektrikum premen? na oby?ajn? pol?rne dielektrikum. Po ochladen? materi?lu sa obnovia jeho feroelektrick? vlastnosti. Feroelektrik? maj? zvy?ajne iba jeden Curieov bod; jedinou v?nimkou je Rochellova so? (-18 a +24 °C) a zl??eniny s ?ou izomorfn?. Vo feroelektrik?ch v bl?zkosti Curieho bodu sa tie? pozoruje prudk? n?rast tepelnej kapacity l?tky. Transform?cia feroelektrika na oby?ajn? dielektrikum, ku ktorej doch?dza v bode Curie, je sprev?dzan? f?zov?m prechodom druh?ho r?du.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Vo feroelektrike sa pozoruje jav dielektrickej hyster?zie (lag), ktor? spo??va v tom, ?e feroelektrikum m? r?zne polariza?n? hodnoty pri rovnakej intenzite elektrick?ho po?a (v z?vislosti od hodnoty predbe?nej polariz?cie vzorky). So zvy?uj?cou sa silou E vonkaj?ieho elektrick?ho po?a sa polariz?cia P zvy?uje a dosahuje satur?ciu (krivka l). Pokles P s poklesom E nast?va pozd?? krivky 2 a pri E = 0 si feroelektrikum zachov?va zvy?kov? polariz?ciu Pos, t.j. feroelektrikum zost?va polarizovan? v nepr?tomnosti vonkaj?ieho elektrick?ho po?a.

Sn?mka ?

Popis sn?mky:

Na zni?enie zvy?kovej polariz?cie je potrebn? pou?i? elektrick? pole v opa?nom smere (-E.). Hodnota Eс sa naz?va donucovacia sila (z lat. coercitio - zadr?anie). Ak ?alej zmen?te E, potom sa P zmen? pozd?? krivky 3 hyster?znej slu?ky. Za zmienku stoj? aj piezoelektrika – kry?talick? l?tky, v ktor?ch pri stla?en? alebo natiahnut? v ur?it?ch smeroch doch?dza k polariz?cii aj pri absencii vonkaj?ieho elektrick?ho po?a (priamy piezoelektrick? jav). Pozoruje sa aj reverzn? piezoelektrick? efekt - vzh?ad mechanickej deform?cie pod vplyvom elektrick?ho po?a. V niektor?ch piezoelektrik?ch sa pri zahrievan? mrie?ka kladn?ch i?nov pos?va vo?i mrie?ke z?porn?ch i?nov, v d?sledku ?oho sa polarizuj? aj bez vonkaj?ieho elektrick?ho po?a. Tak?to kry?t?ly sa naz?vaj? pyroelektrik?. Existuj? aj elektrety - dielektrik?, ktor? po odstr?nen? vonkaj?ieho elektrick?ho po?a dlho udr?iavaj? polarizovan? stav (elektrick? anal?gy permanentn?ch magnetov). Tieto skupiny l?tok s? ?iroko pou??van? v technike a dom?cich zariadeniach.

v odbore "Elektrotechnika"

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

Kur?atov 2008

?vod

Materi?ly vodi?ov

V?eobecn? inform?cie

Vedenie bronzov

hlin?k

Polovodi?e. Polovodi?ov? zariadenia

2.1. V?eobecn? inform?cie

2.2. Polovodi?ov? di?dy

2.3. Tyristory

Elektroizola?n? materi?ly

3.1. Z?kladn? defin?cie a klasifik?cia dielektr?k

3.2. Vlastnosti elektroizola?n?ch materi?lov

Z?ver

Bibliografia

?vod

Pod?a charakteru p?sobenia elektrick?ho po?a na teles? ich mo?no rozdeli? na vodi?e, dielektrika a polovodi?e. Vlastnosti telies a ich spr?vanie v elektrickom poli s? ur?en? ?trukt?rou a usporiadan?m at?mov v teles?ch. At?my obsahuj? elektricky nabit? ?astice: pozit?vne - prot?ny, negat?vne - elektr?ny. V norm?lnom stave je at?m elektricky neutr?lny, preto?e po?et prot?nov, ktor? tvoria jadro at?mu, sa rovn? po?tu elektr?nov rotuj?cich okolo jadra a tvoriacich „elektr?nov? obaly“ at?mu. Elektr?ny vo vonkaj?om valen?nom obale ur?uj? elektrick? vodivos? l?tky. Energetick? hladiny vonkaj??ch valen?n?ch elektr?nov tvoria valen?n? alebo vyplnen? p?s. V tejto z?ne s? elektr?ny v stabilnom viazanom stave. Na uvo?nenie ak?hoko?vek elektr?nu v tejto z?ne je potrebn? vynalo?i? ur?it? energiu. V d?sledku toho elektr?ny vo vo?nom stave zaberaj? vy??ie energetick? hladiny. Z?na vy???ch energetick?ch hlad?n, umiestnen? nad valen?n?m p?som a oddelen? od neho zak?zan?m p?smom, sp?ja nevyplnen? alebo vo?n? energetick? hladiny a naz?va sa vodiv? p?s alebo excita?n? p?s. Aby sa elektr?n preniesol z valen?n?ho p?sma do vodiv?ho p?sma, je potrebn? mu odovzda? energiu zvonku. ??rka zak?zan?ho p?sma, ktor? mus? elektr?n prekona?, aby sa dostal zo stabiln?ho stavu do vo?n?ho (do vodiv?ho p?sma), je jedn?m z hlavn?ch krit?ri? delenia telies na vodi?e, polovodi?e a dielektrik?.

1. Materi?ly vodi?ov

1.1. V?eobecn? inform?cie

Ako vodi?e elektrick?ho pr?du mo?no pou?i? pevn? l?tky aj kvapaliny a za vhodn?ch podmienok aj plyny. Medzi vodiv? materi?ly v elektrotechnike patria kovy, ich zliatiny, kontaktn? kovokeramick? kompoz?cie a elektrick? uhl?k. Najd?le?itej??mi pevn?mi vodiv?mi materi?lmi prakticky pou??van?mi v elektrotechnike s? kovy a ich zliatiny, vyzna?uj?ce sa elektronickou vodivos?ou; hlavn?m parametrom je pre nich elektrick? odpor ako funkcia teploty.

Rozsah rezistivity kovov?ch vodi?ov je ve?mi ?zky a pohybuje sa od 0,016 mOm pre striebro do 1,6 mOm pre ?iaruvzdorn? zliatiny ?eleza, chr?mu a hlin?ka. Elektrick? odpor grafitu prech?dza minimom so zvy?uj?cou sa teplotou, po ktorej nasleduje postupn? zvy?ovanie.

Pod?a typu aplik?cie s? materi?ly vodi?ov rozdelen? do skup?n:

vodi?e s vysokou vodivos?ou– kovy na dr?ty na prenos energie a na v?robu k?blov, nav?jac?ch a in?tala?n?ch dr?tov na vinutia transform?torov, elektrick?ch strojov, zariaden? at?.;

kon?truk?n? materi?ly– bronz, mosadz, hlin?kov? zliatiny at?., pou??van? na v?robu r?znych ?ast? pod pr?dom;

zliatiny s vysokou odolnos?ou– ur?en? na v?robu pr?davn?ch odporov pre meracie pr?stroje, ?tandardn? odpory a odporov? z?sobn?ky, reostaty a prvky vykurovac?ch zariaden?, ako aj zliatiny pre termo?l?nky, kompenza?n? dr?ty at?.;

kontaktn? materi?ly– pou??va sa pre dvojice trval?ch, vyp?nac?ch a posuvn?ch kontaktov;

sp?jkovacie materi?ly v?etky druhy materi?lov vodi?ov.

Mechanizmus prechodu pr?du v kovoch je sp?soben? pohybom (driftom) vo?n?ch elektr?nov pod vplyvom elektrick?ho po?a; Preto sa kovy naz?vaj? vodi?mi s elektronickou vodivos?ou alebo vodi?mi prv?ho druhu.

Elektrick? odpor vodi?ov

Elektrick? odpor je sp?soben? skuto?nos?ou, ?e vo?n? elektr?ny pri driftovan? interaguj? s kladn?mi i?nmi kovovej kry?t?lovej mrie?ky. So st?paj?cou teplotou s? zr??ky elektr?nov s i?nmi ?astej?ie, tak?e odpor vodi?ov z?vis? od teploty. Odolnos? vodi?ov z?vis? od materi?lu vodi?a, t.j. ?trukt?ru jeho kry?t?lovej mrie?ky. Pre homog?nny valcov? vodi? s d??kou l a plochou prierezu S je odpor ur?en? vzorcom

R= r ? l/ S(1.)

kde r=RS/l je rezistivita vodi?a (odpor homog?nneho valcov?ho vodi?a s jednotkovou d??kou a jednotkovou plochou prierezu).

Jednotkou odporu je Ohm.

1 Ohm: Ohm je odpor vodi?a, ktor?m pri nap?t? 1 V pretek? pr?d 1 Ohm = 1 V/A.

Hodnota s=1/r, prevr?ten? hodnota mern?ho odporu, sa naz?va elektrick? vodivos? vodi?a.

Jednotkou elektrickej vodivosti je siemens (Cm).

Siemens - elektrick? vodivos? vodi?a s odporom 1 Ohm, t.j. 1 cm = 1 ohm?. Zo vzorca (1.1) vypl?va, ?e jednotkou odporu je ohmmeter (Ohm ?m).

Tabu?ka 1.1 Odpor najbe?nej??ch vodi?ov

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

Striebro 1,6 Najlep?? dirigent

Me? 1.7 Naj?astej?ie pou??van?

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

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

Elektrick? odpor vodi?a z?vis? nielen od typu l?tky, ale aj od jej stavu. Z?vislos? rezistivity r od teploty vyjadruje vzorec

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

kde r0 – rezistivita pri 0°C; t – teplota (stupnica Celzia); a je teplotn? koeficient odporu charakterizuj?ci relat?vnu zmenu odporu vodi?a pri jeho zahriat? o 1 °C alebo 1 K:

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

Teplotn? koeficienty odporu l?tok s? pri r?znych teplot?ch r?zne. Pre mnoh? kovy v?ak zmena a s teplotou nie je pr?li? ve?k?. Pre v?etky ?ist? kovy a ? 1/273 K? (alebo °C?).

Z?vislos? odporu kovov od teploty je z?kladom pre n?vrh odporov?ch teplomerov. Pou??vaj? sa pri ve?mi vysok?ch aj ve?mi n?zkych teplot?ch, kedy nie je mo?n? pou?i? kvapalinov? teplomery.

Z pojmu vodivos? vodi?a vypl?va, ?e ??m ni??? je odpor vodi?a, t?m v???ia je jeho vodivos?. Pri zahrievan? ?ist?ch kovov sa ich odpor zvy?uje a pri ochladzovan? ich odpor kles?.

V roku 1911 uskuto?nil holandsk? fyzik Kamerlingh Onnes experimenty s ortu?ou, ktor? mo?no z?ska? v ?istej forme. Stretol sa s nov?m, ?plne ne?akan?m javom. Odpor ortuti pri 4,2 K (asi -269 °C) prudko klesol na tak? n?zku hodnotu, ?e sa prakticky nedalo mera?. Kamerlingh Onnes nazval tento jav miznutia elektrick?ho odporu ako supravodivos?.

ZLOM STRANY--

V s??asnosti bola supravodivos? objaven? vo viac ako 25 kovov?ch prvkoch, ve?kom mno?stve zliatin, niektor?ch polovodi?och a polym?roch. Teplota Tcr pre prechod vodi?a do supravodiv?ho stavu pre ?ist? kovy sa pohybuje od 0,14 K pre ir?dium do 9,22 K pre ni?b.

Pohyb elektr?nov v kove v stave supravodivosti je tak usporiadan?, ?e elektr?ny pohybuj?ce sa pozd?? vodi?a nezaznamenaj? takmer ?iadne kol?zie s at?mami a i?nmi mrie?ky. ?pln? vysvetlenie javu supravodivosti mo?no poskytn?? z h?adiska kvantovej mechaniky.

Na vykonanie potrebn?ho technologick?ho spracovania a zabezpe?enie stanovenej ?ivotnosti v prev?dzke musia ma? materi?ly vodi?ov okrem ?isto elektrick?ch vlastnost? dostato?n? tepeln? odolnos?, mechanick? pevnos? a ?a?nos?.

1.2. Me?

?ist? me? je na druhom mieste v elektrickej vodivosti po striebre, ktor? m? najvy??iu vodivos? zo v?etk?ch zn?mych vodi?ov. Vysok? vodivos? a odolnos? vo?i atmosf?rickej kor?zii v kombin?cii s vysokou ?a?nos?ou robia z medi hlavn? materi?l pre dr?ty.

Meden? dr?ty na vzduchu pomaly oxiduj? a pokr?vaj? sa tenkou vrstvou oxidu CuO, ktor? zabra?uje ?al?ej oxid?cii medi. Kor?ziu medi sp?sobuj? oxid siri?it? SO2, s?rovod?k H2S, amoniak NH3, oxid dusnat? NO, para kyseliny dusi?nej a niektor? ?al?ie ?inidl?.

Vodiv? me? sa z?skava z ingotov galvanick?m ?isten?m v elektrolytick?ch k?pe?och. Ne?istoty, dokonca aj v nepatrn?ch mno?stv?ch, prudko zni?uj? elektrick? vodivos? medi, ??m sa st?va nevhodnou pre pr?dov? vodi?e, preto sa ako elektrick? me? pou??vaj? iba dva druhy medi, MO a M1.

Takmer v?etky v?robky z vodivej medi sa vyr?baj? valcovan?m, lisovan?m a ?ahan?m. ?ahan?m tak mo?no vyr?ba? dr?ty s priemerom do 0,005 mm, p?sky s hr?bkou do 0,1 mm a meden? f?liu s hr?bkou do 0,008 mm.

Vodiv? me? sa pou??va ako v ??hanej forme po spracovan? za studena (m?kk? me? akost MM), tak aj bez ??hania (tvrd? me? akost MT).

Pri teplot?ch tepeln?ho spracovania nad 900°C sa v d?sledku intenz?vneho rastu z?n prudko zhor?ia mechanick? vlastnosti kriedy.

Pre zv??enie pevnosti pri te?en? a tepelnej stability je me? legovan? striebrom v rozsahu 0,07 - 0,15%, ako aj hor??kom, kadmom, zirk?nom a ?al??mi prvkami.

Me? s pr?sadami striebra sa pou??va na vinutia vysokor?chlostn?ch a ?iaruvzdorn?ch vysokov?konn?ch strojov a me? legovan? r?znymi prvkami sa pou??va v komut?toroch a zbern?ch kr??koch vysoko za?a?ovan?ch strojov.

1.3. Mosadz

Zliatiny medi a zinku, naz?van? mosadze, s? ?iroko pou??van? v elektrotechnike. Zinok sa rozp???a v medi a? 39%.

V r?znych zna?k?ch mosadze m??e obsah zinku dosiahnu? a? 43%. Mosadz s obsahom a? 39 % zinku m? jednof?zov? ?trukt?ru tuh?ho roztoku a naz?va sa a-mosadz. Tieto mosadze maj? najv???iu ?a?nos?, preto sa z nich vyr?baj? diely valcovan?m za tepla alebo za studena a ?ahan?m: plechy, p?sy, dr?t. Bez zahrievania je mo?n? z mosadzn?ho plechu pomocou hlbok?ho ?ahania a razenia vyrobi? ?asti zlo?it?ch konfigur?ci?.

Dvojf?zov? mosadz je tvrd?ia a krehkej?ia a d? sa lisova? len za tepla.

Pridanie c?nu, niklu a mang?nu do mosadze zvy?uje mechanick? vlastnosti a antikor?znu odolnos? a pridanie hlin?ka v zlo?en? so ?elezom, niklom a mang?nom dod?va mosadzi okrem zlep?enia mechanick?ch vlastnost? a odolnosti proti kor?zii aj vysok? tvrdos?. . Pr?tomnos? hlin?ka v mosadz?ch v?ak s?a?uje sp?jkovanie a sp?jkovanie m?kk?mi sp?jkami je takmer nemo?n?.

Mosadz triedy L68 A L63 V?aka svojej vysokej ?a?nosti sa ?ahko lisuj? a daj? sa ?ahko sp?jkova? v?etk?mi druhmi sp?jok. V elektrotechnike s? ?iroko pou??van? pre r?zne ?iv? ?asti;

mosadz triedy LS59-1 A LMC58-2 pou??van? na v?robu rotorov?ch klietok elektrick?ch motorov a na pr?dov? ?asti vyroben? rezan?m a lisovan?m za tepla; dobre sp?jkovan? r?znymi sp?jkami;

mosadz LA67-2,5 pou??va sa na odlievan? ?asti pod pr?dom so zv??enou mechanickou pevnos?ou a tvrdos?ou, ktor? nevy?aduj? sp?jkovanie m?kk?mi sp?jkami;

mosadz LK80-3L A LS59-1L?iroko pou??van? na odlievanie ?ast? elektrick?ch zariaden? pod pr?dom, na dr?iaky kief a na odlievanie rotorov asynchr?nnych motorov. Dobre prij?maj? sp?jkovanie r?znymi sp?jkami.

1.4. Vedenie bronzov

Vodiv? bronzy patria medzi zliatiny medi, nutnos? ich pou?itia je sp?soben? najm? nedostato?nou mechanickou pevnos?ou a v niektor?ch pr?padoch tepelnou stabilitou ?istej medi.

V?eobecn? sortiment bronzov je ve?mi rozsiahly, ale len nieko?ko zna?iek bronzov m? vysok? elektrick? vodivos?.

Kadmium bronz sa vz?ahuje na najbe?nej?ie vodi?ov? bronzy. Kadmium bronz m? zo v?etk?ch druhov najvy??iu elektrick? vodivos?. V?aka zv??enej odolnosti proti oderu a vy??ej tepelnej odolnosti sa tento bronz ?iroko pou??va na v?robu trolejov?ch dr?tov a kolektorov?ch dosiek;

ber?liov? bronz sa vz?ahuje na zliatiny, ktor? z?skavaj? pevnos? v d?sledku oderu. M? vysok? elastick? vlastnosti, je stabiln? pri zahriat? na 250°C a elektrick? vodivos? 2-2,5-kr?t v???iu ako vodivos? in?ch druhov univerz?lnych bronzov. Tento bronz na?iel ?irok? uplatnenie na v?robu r?znych pru?inov?ch ?ast?, ktor? s??asne p?sobia ako pr?dov? vodi?, napr?klad: pr?dov? pru?iny, ur?it? typy dr?iakov kefiek, posuvn? kontakty v r?znych zariadeniach, z?str?kov? zariadenia at?.;

Fosforov? bronz m? vysok? pevnos? a dobr? pru?inov? vlastnosti v?aka n?zkej elektrickej vodivosti sa pou??va na v?robu pru?inov?ch dielov s n?zkou pr?dovou hustotou.

Odlievan? s??iastky pod pr?dom s? vyroben? z r?znych druhov stroj?rskych liatych bronzov s vodivos?ou v rozsahu 8-15 % vodivosti ?istej medi. Charakteristickou ?rtou bronzov je n?zka zmr?tivos? v porovnan? s liatinou a oce?ou a vysok? odlievacie vlastnosti, preto sa pou??vaj? na odlievanie r?znych pr?dov?ch ?ast? zlo?it?ch konfigur?ci? ur?en?ch pre elektrick? stroje a zariadenia.

V?etky zna?ky liatych bronzov mo?no rozdeli? na c?nov? a bezc?nov?, kde hlavn?mi legovac?mi prvkami s? Al, Mn, Fe, Pb, Ni.

hlin?k

Charakteristick?mi vlastnos?ami ?ist?ho hlin?ka s? jeho n?zka ?pecifick? hmotnos?, n?zky bod topenia, vysok? tepeln? a elektrick? vodivos?, vysok? ?a?nos?, ve?mi vysok? latentn? teplo topenia a odoln?, aj ke? ve?mi tenk? oxidov? film pokr?vaj?ci povrch kovu a chr?niaci ho. z prenikania kysl?ka dovn?tra.

Dobr? elektrick? vodivos? zabezpe?uje ?irok? vyu?itie hlin?ka v elektrotechnike. Preto?e hustota hlin?ka je 3,3-kr?t ni??ia ako hustota medi a mern? odpor je iba 1,7-kr?t vy??? ako hustota medi, m? hlin?k na jednotku hmotnosti dvojn?sobn? vodivos? ako me?.

Oxid siri?it?, s?rovod?k, ?pavok a in? plyny nach?dzaj?ce sa vo vzduchu priemyseln?ch oblast? nemaj? v?razn? vplyv na r?chlos? kor?zie hlin?ka. Vplyv vodnej pary na hlin?k je tie? nev?znamn?. V kontakte s v???inou kovov a zliatin, ktor? s? u??achtil? v rozsahu elektrochemick?ho potenci?lu, sl??i hlin?k ako an?da, a preto bude jeho kor?zia v elektrolytoch postupova?.

Aby sa zabr?nilo vytv?raniu galvanick?ch p?rov vo vlhkej atmosf?re, je spojenie hlin?ka s in?mi kovmi utesnen? lakovan?m alebo in?m sp?sobom.

Dlhodob? testy hlin?kov?ch dr?tov uk?zali, ?e z h?adiska odolnosti vo?i kor?zii nie s? hor?ie ako meden? dr?ty.

Tabu?ka 1.2. Hlavn? charakteristiky materi?lov vodi?ov

Materi?l

Hustota,

Teplota

teplota topenia, °C

?pecifick? elektrick?

odolnos? pri 20°C,

Priemern? teplota

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

Pozn?mka

hlin?k

Dr?ty, k?ble, pneumatiky, vodi?e rotorov nakr?tko, kryty a lo?iskov? ?t?ty mal?ch elektrick?ch strojov

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

Kontakty, svorky

Dr?ty, k?ble, pneumatiky

Sp?jky na c?novanie a sp?jkovanie v zliatine s olovom

Pokra?ovanie
--ZLOM STRANY--

2. Polovodi?e. Polovodi?ov? zariadenia

2.1. V?eobecn? inform?cie

Polovodi?e s? l?tky, ktor?ch vodivos? je medzi vodivos?ou kovov a dielektr?k. Polovodi?e s? zl?mi vodi?mi aj zl?mi dielektrikami. Hranica medzi polovodi?mi a dielektrikami je ?ubovo?n?, preto?e dielektrika sa pri vysok?ch teplot?ch m??u spr?va? ako polovodi?e a ?ist? polovodi?e sa pri n?zkych teplot?ch spr?vaj? ako dielektrika. V kovoch je koncentr?cia elektr?nov prakticky nez?visl? od teploty a v polovodi?och sa nosi?e n?boja objavuj? a? pri zv??en? teploty alebo pri pohlten? energie z in?ho zdroja.

Typick? polovodi?e s? uhl?k (C), germ?nium (Ge) a krem?k (Si). Germ?nium je krehk? sivobiely prvok objaven? v roku 1886. Zdrojom pr??kov?ho oxidu germani?it?ho, z ktor?ho sa z?skava pevn? ?ist? germ?nium, je popol niektor?ch druhov uhlia.

Krem?k bol objaven? v roku 1823. Je ?iroko distribuovan? v zemskej k?re vo forme oxidu kremi?it?ho (oxid kremi?it?), kremi?itanov a hlinitokremi?itanov. Piesok, kreme?, ach?t a paz?rik s? bohat? na oxid kremi?it?. ?ist? krem?k sa z?skava z oxidu kremi?it?ho chemicky. Krem?k je najpou??vanej?? polovodi?ov? materi?l.

Pozrime sa podrobnej?ie na tvorbu vodiv?ch elektr?nov v polovodi?och s pou?it?m krem?ka ako pr?kladu. At?m krem?ka m? s?riov? ??slo Z=14 v periodickej tabu?ke D.I. Preto jeho at?m obsahuje 14 elektr?nov. Len 4 z nich s? v?ak na nenaplnenom vonkaj?om obale a s? slabo viazan?. Tieto elektr?ny sa naz?vaj? valen?n? elektr?ny a ved? k vzniku ?tyroch mocnost? krem?ka. At?my krem?ka s? schopn? spoji? svoje valen?n? elektr?ny s in?mi at?mami krem?ka pomocou toho, ?o sa naz?va kovalentn? v?zba (obr?zok 2.1). Pri kovalentnej v?zbe s? valen?n? elektr?ny zdie?an? medzi r?znymi at?mami, ?o vedie k vytvoreniu kry?t?lu.

Ke? sa teplota kry?t?lu zvy?uje, tepeln? vibr?cie mrie?ky ved? k poru?eniu niektor?ch valen?n?ch v?zieb. V?sledkom je, ?e niektor? elektr?ny, ktor? sa predt?m podie?ali na tvorbe valen?n?ch v?zieb, sa od?tiepia a stan? sa vodiv?mi elektr?nmi. V pr?tomnosti elektrick?ho po?a sa pohybuj? proti po?u a vytv?raj? elektrick? pr?d.

Ke? sa v?ak v kry?t?lovej mrie?ke uvo?n? elektr?n, vytvor? sa nevyplnen? medziat?mov? v?zba. Tak?to „pr?zdne“ priestory s ch?baj?cimi v?zbov?mi elektr?nmi sa naz?vaj? „diery“. Vzh?ad dier v polovodi?ovom kry?t?li vytv?ra ?al?iu pr?le?itos? na prenos n?boja. Diera m??e by? skuto?ne vyplnen? elektr?nom prenesen?m pod vplyvom tepeln?ch vibr?ci? zo susedn?ho at?mu. V d?sledku toho sa na tomto mieste obnov? norm?lna komunik?cia, ale na inom mieste sa objav? diera. Ktor?ko?vek z ?al??ch v?zbov?ch elektr?nov at?. m??e zase ?s? do tejto novej diery. Postupn? vyp??anie vo?nej v?zby elektr?nmi je ekvivalentn? pohybu diery v smere opa?nom k pohybu elektr?nov. Ak sa teda v pr?tomnosti elektrick?ho po?a elektr?ny pohybuj? proti po?u, potom sa diery bud? pohybova? v smere po?a, t.j. sp?sob, ak?m by sa kladn? n?boje pohybovali. V d?sledku toho s? v polovodi?i dva typy pr?dov?ch nosi?ov - elektr?ny a diery a celkov? vodivos? polovodi?a je s??tom elektronickej vodivosti (typ n, od slova z?porn?) a vodivosti dier (typ p, od slovo pozit?vne).

Spolu s prechodmi elektr?nov z viazan?ho stavu do vo?n?ho stavu doch?dza k reverzn?m prechodom, pri ktor?ch je vodivostn? elektr?n zachyten? v jednej z vo?n?ch poz?ci? v?zbov?ch elektr?nov. Tento proces sa naz?va rekombin?cia elektr?n-diera. V rovnov??nom stave sa vytvor? tak? koncentr?cia elektr?nov (a rovnak? koncentr?cia dier), pri ktorej je po?et priamych a sp?tn?ch prechodov za jednotku ?asu rovnak?.

Uva?ovan? proces vedenia v ?ist?ch polovodi?och sa naz?va vlastn? vodivos?. Vlastn? vodivos? so zvy?uj?cou sa teplotou r?chlo rastie a to je podstatn? rozdiel medzi polovodi?mi a kovmi, ktor?ch vodivos? so zvy?uj?cou sa teplotou kles?. V?etky polovodi?ov? materi?ly maj? z?porn? teplotn? koeficient odporu.

?ist? polovodi?e s? predmetom preva?ne teoretick?ho z?ujmu. Hlavn? v?skum polovodi?ov sa t?ka ??inkov prid?vania ne?ist?t do ?ist?ch materi?lov. Bez t?chto ne?ist?t by v???ina polovodi?ov?ch zariaden? neexistovala.

?ist? polovodi?ov? materi?ly ako germ?nium a krem?k obsahuj? pri izbovej teplote mal? po?et p?rov elektr?n-diera, a preto m??u vies? ve?mi mal? pr?d. Legovanie sa pou??va na zv??enie vodivosti ?ist?ch materi?lov.

Doping je prid?vanie ne?ist?t do polovodi?ov?ch materi?lov. Pou??vaj? sa dva druhy ne?ist?t. Ne?istoty prv?ho typu - p??mocn? - pozost?vaj? z at?mov s piatimi valen?n?mi elektr?nmi, napr?klad arz?n a antim?n. Druh? typ ne?istoty - trojmocn? - pozost?va z at?mov s tromi valen?n?mi elektr?nmi, napr?klad indium a g?lium.

Ke? je ?ist? polovodi?ov? materi?l dopovan? p??mocn?m materi?lom, ako je arz?n (As), niektor? z polovodi?ov?ch at?mov s? nahraden? at?mami arz?nu (obr?zok 2.2). At?m arz?nu zav?dza ?tyri svoje valen?n? elektr?ny do kovalentn?ch v?zieb so susedn?mi at?mami. Jeho piaty elektr?n je slabo viazan? na jadro a m??e sa ?ahko uvo?ni?. At?m arz?nu sa naz?va donorov? at?m, preto?e daruje svoj extra elektr?n. Dopovan? polovodi?ov? materi?l obsahuje dostato?n? po?et donorov?ch at?mov, a teda vo?n?ch elektr?nov, na udr?anie pr?du.

Pri izbovej teplote prevy?uje po?et ?al??ch vo?n?ch elektr?nov po?et p?rov elektr?n-diera. To znamen?, ?e materi?l m? viac elektr?nov ako dier. Preto sa elektr?ny naz?vaj? v???inov? nosi?e. Diery sa naz?vaj? men?inov? nosi?e. Ke??e v???ina nosi?ov m? z?porn? n?boj, tak?to materi?l sa naz?va polovodi? typu n.

Ke? je polovodi?ov? materi?l dopovan? trojmocn?mi at?mami, ako s? at?my india (In), tieto at?my umiestnia svoje tri valen?n? elektr?ny medzi tri susedn? at?my (obr?zok 2.3). T?m sa vytvor? diera v kovalentnej v?zbe.

Pr?tomnos? ?al??ch dier umo?n? elektr?nom ?ahko un??a? z jednej kovalentnej v?zby na druh?. Ke??e diery ?ahko prij?maj? elektr?ny, at?my, ktor? zav?dzaj? ?al?ie diery do polovodi?a, sa naz?vaj? akceptorov? at?my.

Za norm?lnych podmienok po?et otvorov v takomto materi?li v?razne prevy?uje po?et elektr?nov. Preto s? diery v???inov?mi nosi?mi a elektr?ny s? men?inov?mi nosi?mi. Preto?e v???ina nosi?ov m? kladn? n?boj, materi?l sa naz?va polovodi? typu p.

Polovodi?ov? materi?ly typu N a p maj? v?razne vy??iu vodivos? ako ?ist? polovodi?e. T?to vodivos? je mo?n? zv??i? alebo zn??i? zmenou mno?stva ne?ist?t. ??m silnej?ie dopovan? je polovodi?ov? materi?l, t?m ni??? je jeho elektrick? odpor.

Kontakt dvoch polovodi?ov s r?znymi typmi vodivosti sa naz?va p-n prechod a m? ve?mi d?le?it? vlastnos? - jeho odpor z?vis? od smeru pr?du. V?imnite si, ?e tak?to kontakt nie je mo?n? dosiahnu? stla?en?m dvoch polovodi?ov proti sebe. V jednej polovodi?ovej do?ti?ke sa vytvor? p-n prechod vytvoren?m oblast? s r?znymi typmi vodivosti. Sp?soby z?skania p-n spojov s? op?san? ni??ie.

Tak?e v kuse monokry?t?lov?ho polovodi?a sa na hranici medzi dvoma vrstvami s r?znou vodivos?ou vytvor? p-n prechod. Existuje v?znamn? rozdiel v koncentr?ci?ch nosi?ov n?boja. Koncentr?cia elektr?nov v n-oblasti je mnohon?sobne v???ia ako ich koncentr?cia v p-oblasti. V d?sledku toho elektr?ny difunduj? do oblasti ich n?zkej koncentr?cie (v oblasti p). Tu sa rekombinuj? s dierami a t?mto sp?sobom vytv?raj? priestorov? negat?vny n?boj ionizovan?ch akceptorov?ch at?mov, ktor? nie je kompenzovan? kladn?m n?bojom dier.

S??asne doch?dza k dif?zii otvorov do n-oblasti. Tu sa vytv?ra priestorov? kladn? n?boj donorov?ch i?nov, ktor? nie je kompenzovan? elektr?nov?m n?bojom. Na hranici tak vznik? dvojit? vrstva priestorov?ho n?boja (obr. 2.4), ochudobnen? o hlavn? pr?dov? nosi?e. V tejto vrstve vznik? kontaktn? elektrick? pole Ek, ktor? br?ni ?al?iemu prechodu elektr?nov a dier z jednej oblasti do druhej.

Kontaktn? pole udr?iava stav rovnov?hy na ur?itej ?rovni. Ale aj v tomto pr?pade bude pod vplyvom tepla mal? ?as? elektr?nov a dier na?alej prech?dza? cez potenci?lnu bari?ru sp?soben? vesm?rnymi n?bojmi, ??m sa vytvor? dif?zny pr?d. Z?rove? v?ak pod vplyvom kontaktn?ho po?a men?inov? nosi?e n?boja p- a n-oblast? (elektr?ny a diery) vytv?raj? mal? vodiv? pr?d. V rovnov??nom stave sa tieto pr?dy navz?jom ru?ia.

Ak je k p-n prechodu pripojen? extern? zdroj pr?du, potom nap?tie uveden? na obr. 2.5 opa?n? polarita povedie k objaveniu sa vonkaj?ieho po?a E, ktor? sa zhoduje v smere s kontaktn?m po?om Eк. V d?sledku toho sa zv???? ??rka dvojitej vrstvy a prakticky nebude pr?di? kv?li v???inov?m nosi?om. V obvode je mo?n? len mal? pr?d kv?li men?inov?m nosi?om (reverzn? pr?d Irev).

Pri zapnut? nap?tia s priamou polaritou je smer vonkaj?ieho po?a opa?n? ako smer kontaktn?ho po?a (obr. 2.6). ??rka dvojitej vrstvy sa zmen?? a v obvode vznikne ve?k? dopredn? pr?d Ipr. P-n prechod m? teda v?razn? jednosmern? vodivos?. To je vyjadren? jeho pr?dovo-nap??ovou charakteristikou (obr. 2.7).

Pokra?ovanie
--ZLOM STRANY--

Ke? je na p-n prechod priveden? dopredn? nap?tie, pr?d sa r?chlo zvy?uje so zvy?uj?cim sa nap?t?m. Ke? sa na p-n prechod aplikuje sp?tn? nap?tie, pr?d je ve?mi mal?, r?chlo dosiahne satur?ciu a nemen? sa a? do ur?itej limitnej hodnoty sp?tn?ho nap?tia Urev, po ktorej sa prudko zv??i. Ide o takzvan? prierazn? nap?tie, pri ktorom doch?dza k poruche p-n prechodu a doch?dza k jeho zni?eniu. Treba poznamena?, ?e na obr?zku 2.7 je mierka sp?tn?ho pr?du tis?ckr?t men?ia ako mierka dopredn?ho pr?du.

2.2. Polovodi?ov? di?dy

Pn prechod je z?kladom polovodi?ov?ch di?d, ktor? sa pou??vaj? na usmernenie striedav?ho pr?du a na in? neline?rne transform?cie elektrick?ch sign?lov.

Di?da vedie pr?d v priepustnom smere iba vtedy, ke? je ve?kos? vonkaj?ieho nap?tia (vo voltoch) v???ia ako potenci?lna bari?ra (v eV). Pre germ?niov? di?du je minim?lne extern? nap?tie 0,3 V a pre krem?kov? di?du 0,7 V.

Ke? di?da za?ne vies? pr?d, objav? sa na nej pokles nap?tia. Tento pokles nap?tia sa rovn? potenci?lnej bari?re a naz?va sa pokles nap?tia vpred.

V?etky di?dy maj? n?zky sp?tn? pr?d. V germ?niov?ch di?dach sa meria v mikroamp?roch a v krem?kov?ch di?dach v nanoamp?roch. Germ?niov? di?da m? vy??? sp?tn? pr?d, preto?e je citlivej?ia na teplotu. T?to nev?hoda germ?niov?ch di?d je kompenzovan? n?zkou potenci?lovou bari?rou.

Germ?niov? aj krem?kov? di?dy m??u by? po?koden? extr?mnym teplom alebo vysok?m sp?tn?m nap?t?m. V?robcovia ?pecifikuj? maxim?lny dopredn? pr?d, ktor? m??e bezpe?ne preteka? cez di?du, ako aj maxim?lne sp?tn? nap?tie (?pi?kov? sp?tn? nap?tie). Ak sa prekro?? ?pi?kov? sp?tn? nap?tie, cez di?du prete?ie ve?k? sp?tn? pr?d, ktor? vytvor? nadmern? teplo a sp?sob? jej zlyhanie.

Pri izbovej teplote je sp?tn? pr?d mal?. Ke? teplota st?pa, sp?tn? pr?d sa zvy?uje, ?o naru?uje ?innos? di?dy. V germ?niov?ch di?dach je sp?tn? pr?d vy??? ako v krem?kov?ch di?dach a je viac z?visl? od teploty, zdvojn?sobuje sa pri zv??en? teploty pribli?ne o 10 °C.

Schematick? symbol pre di?du je zn?zornen? na obr?zku 2.8, p-?as? je zn?zornen? ??pkou a n-?as? ?iarou. Jednosmern? pr?d te?ie z ?asti p do ?asti n (pozd?? ??pky). ?as? n sa naz?va kat?da a ?as? p je an?da.

Existuj? tri typy pn spojov: pestovan? spoje, taven? spoje a dif?zne spoje, ktor? sa vyr?baj? r?znymi technol?giami. V?robn? met?dy pre ka?d? z t?chto prechodov s? odli?n?.

Met?da rastu spojov (najskor?ia) je nasledovn?: ?ist? polovodi?ov? materi?l a ne?istoty typu p sa umiestnia do kremennej n?doby a zahrievaj? sa, k?m sa neroztopia. Do roztavenej zmesi sa vlo?? mal? polovodi?ov? kry?t?l naz?van? semeno. Z?rodo?n? kry?t?l sa pomaly ot??a a vy?ahuje sa z taveniny tak pomaly, ?e na ?om stihne nar?s? vrstva roztavenej zmesi. Roztaven? zmes, ktor? rastie na z?rodo?nom kry?t?li, sa ochlad? a stuhne. M? rovnak? kry?t?lov? ?trukt?ru ako semeno. Osivo sa po nakreslen? striedavo dopuje ne?istotami typu n a p. To vytv?ra vrstvy typu n a p v rast?com kry?t?li. Vyrasten? kry?t?l teda pozost?va z mnoh?ch p-n vrstiev.

Sp?sob vytv?rania f?zovan?ch p-n prechodov je mimoriadne jednoduch?. Mal? gu???ka trojmocn?ho materi?lu, ako je indium, sa umiestni na polovodi?ov? ?ip typu n. Gu???ka a kry?t?l sa zahrievaj?, k?m sa samotn? gu???ka neroztop? a ?iasto?ne neroztop? polovodi?ov? kry?t?l. V oblasti, kde sa sp?jaj?, vznik? materi?l typu p. Po ochladen? materi?l rekry?talizuje a vytvor? sa pevn? p-n prechod.

V s??asnosti sa naj?astej?ie pou??va dif?zna met?da na v?robu p-n prechodov. ?trbinov? maska sa umiestni na tenk? pl?tok polovodi?a typu p alebo n, ktor? sa naz?va substr?t. Potom sa substr?t vlo?? do pece a dostane sa do kontaktu s ne?istotami, ktor? s? v plynnom stave. Pri vysok?ch teplot?ch prenikaj? do substr?tu at?my ne?ist?t. H?bka prieniku je riaden? ?asom expoz?cie a teplotou.

Po vytvoren? p-n prechodu mus? by? di?da umiestnen? v puzdre, aby bola chr?nen? pred vplyvmi prostredia a mechanick?m po?koden?m. Puzdro mus? tie? poskytova? mo?nos? pripojenia di?dy k obvodu. Typ puzdra je ur?en? ??elom di?dy (obr. 2.9 Ak mus? di?dou preteka? ve?k? pr?d, puzdro mus? by? navrhnut? tak, aby chr?nilo p-n prechod pred prehriat?m).

Di?du je mo?n? skontrolova? meran?m odporu vpred a vzad pomocou ohmmetra. Hodnota t?chto odporov charakterizuje schopnos? di?dy prep???a? pr?d v jednom smere a neprep???a? pr?d v druhom smere.

Germ?niov? di?da m? n?zky dopredn? odpor, asi 100 Ohmov, a jej sp?tn? odpor presahuje 100 000 Ohmov. Dopredn? a sp?tn? odpor krem?kov?ch di?d je vy??? ako odpor germ?niov?ch di?d. Testovanie di?dy pomocou ohmmetra by malo vykazova? n?zky odpor vpredu a vysok? odpor vzad.

Ak je kladn? svorka ohmmetra pripojen? k an?de di?dy a z?porn? svorka ku kat?de, potom je di?da predp?t? dopredu. V tomto pr?pade pr?di cez di?du a ohmmeter vykazuje n?zky odpor. Ak s? vodi?e ohmmetra zamenen?, di?da bude sp?tne predp?t?. Prete?ie n?m mal? pr?d a ohmmeter bude vykazova? vysok? odpor.

Ak m? di?da n?zky odpor vpred a vzad, je pravdepodobne skratovan?. Ak m? di?da vysok? odpor v smere dopredu aj dozadu, potom je pravdepodobne otvoren? obvod.

Vysok? sp?tn? nap?tie aplikovan? na di?du m??e vytvori? vysok? sp?tn? pr?d, ktor? prehreje di?du a sp?sob? jej zlyhanie. Sp?tn? nap?tie, pri ktorom doch?dza k poruche, sa naz?va prierazn? nap?tie alebo maxim?lne sp?tn? nap?tie. ?peci?lne di?dy, naz?van? zenerove di?dy, s? navrhnut? tak, aby fungovali pri nap?tiach vy???ch ako je prierazn? nap?tie zenerovej di?dy. T?to oblas? sa naz?va stabiliza?n? oblas?.

Ke? je sp?tn? nap?tie dostato?ne vysok? na to, aby sp?sobilo poruchu zenerovej di?dy, pretek? ?ou vysok? sp?tn? pr?d. Predt?m, ako d?jde k poruche, je sp?tn? pr?d mal?. Ke? d?jde k poruche, sp?tn? pr?d sa prudko zv??i. St?va sa to preto, ?e odpor zenerovej di?dy kles? so zvy?uj?cim sa sp?tn?m nap?t?m.

Prierazn? nap?tie zenerovej di?dy je ur?en? mern?m odporom di?dy. To zase z?vis? od dopingovej techniky pou?itej pri jej v?robe. Menovit? prierazn? nap?tie je sp?tn? nap?tie pri stabiliza?nom pr?de. Stabiliza?n? pr?d je o nie?o men?? ako maxim?lny sp?tn? pr?d di?dy. Prierazn? nap?tie sa zvy?ajne ud?va s presnos?ou 1 a? 20 %.

Schopnos? zenerovej di?dy rozpt?li? energiu kles? so zvy?uj?cou sa teplotou. Preto je v?kon rozpt?len? zenerovou di?dou ur?en? pre konkr?tnu teplotu. Mno?stvo rozpt?len?ho v?konu z?vis? aj od d??ky vodi?ov: ??m s? vodi?e krat?ie, t?m viac energie rozpt?li di?da. V?robca tie? ?pecifikuje faktor vych?lenia na ur?enie straty v?konu pri in?ch teplot?ch. Napr?klad faktor vych?lenia 6 miliwattov na stupe? Celzia znamen?, ?e v?kon rozpt?len? di?dou sa zn??i o 6 miliwattov na stupe? zv??enia teploty.

Puzdr? Zenerov?ch di?d maj? rovnak? tvar ako be?n? di?dy:

N?zkoenergetick? zenerov? di?dy s? dostupn? v sklenen?ch alebo epoxidov?ch ?ivicov?ch krytoch, zatia? ?o vysokov?konn? s? dostupn? v kovovom kryte so skrutkou. Schematick? ozna?enie zenerovej di?dy je na obr. 2.11.

Hlavn?mi parametrami zenerov?ch di?d s? maxim?lny stabiliza?n? pr?d, sp?tn? pr?d a sp?tn? nap?tie. Maxim?lny stabiliza?n? pr?d je maxim?lny sp?tn? pr?d, ktor? m??e preteka? zenerovou di?dou bez prekro?enia stratov?ho v?konu ?pecifikovan?ho v?robcom. Sp?tn? pr?d je zvodov? pr?d pred za?iatkom poruchy. Indikuje sa pri ur?itom sp?tnom nap?t? rovnaj?com sa pribli?ne 80 % stabiliza?n?ho nap?tia.

Zenerove di?dy sa pou??vaj? na stabiliz?ciu nap?tia, napr?klad na kompenz?ciu zmien nap?tia elektrick?ho vedenia alebo zmien odporovej z??a?e nap?janej jednosmern?m pr?dom.

Obr?zok 2.12 zobrazuje typick? riadiaci obvod zenerovej di?dy. Zenerova di?da je zapojen? do s?rie s rezistorom R. Rezistor sp?sob?, ?e cez zenerovu di?du prejde tak? pr?d, ?e pracuje v prieraznom (stabiliza?nom) re?ime. Vstupn? jednosmern? nap?tie mus? by? vy??ie ako stabiliza?n? nap?tie zenerovej di?dy. Pokles nap?tia na zenerovej di?de sa rovn? stabiliza?n?mu nap?tiu zenerovej di?dy. Zenerove di?dy sa vyr?baj? s ur?it?m prierazn?m nap?t?m, ktor? sa naz?va stabiliza?n? nap?tie. Pokles nap?tia na rezistore sa rovn? rozdielu medzi vstupn?m nap?t?m a stabiliza?n?m nap?t?m.

Vstupn? nap?tie sa m??e zv??i? alebo zn??i?. To sp?sob? zodpovedaj?ce zv??enie alebo zn??enie pr?du cez zenerovu di?du. Ke? zenerova di?da pracuje pri stabiliza?nom nap?t? (v oblasti prierazu), m??e cez ?u preteka? ve?k? pr?d, ke? sa vstupn? nap?tie zvy?uje. Nap?tie na zenerovej di?de v?ak zostane rovnak?. Zenerova di?da p?sob? proti zv??eniu vstupn?ho nap?tia, preto?e jej odpor kles? so zvy?uj?cim sa pr?dom. To umo??uje, aby v?stupn? nap?tie zenerovej di?dy zostalo kon?tantn? pri zmene vstupn?ho nap?tia. Zmena vstupn?ho nap?tia sa prejav? iba ako zmena poklesu nap?tia na s?riovom rezistore. S??et poklesov nap?tia na tomto rezistore a zenerovej di?de sa rovn? vstupn?mu nap?tiu. V?stupn? nap?tie je odstr?nen? zo zenerovej di?dy. V?stupn? nap?tie je mo?n? zv??i? alebo zn??i? v?menou zenerovej di?dy a s?riovo s ?ou zapojen?ho odporu.

Pokra?ovanie
--ZLOM STRANY--

Op?san? obvod vytv?ra kon?tantn? nap?tie. Pri n?vrhu obvodu treba bra? do ?vahy pr?d aj nap?tie. Extern? z??a? spotreb?va pr?d, ktor? je ur?en? jej odporom a v?stupn?m nap?t?m. Z??a?ov? aj stabiliza?n? pr?d te?? cez odpor zapojen? do s?rie so zenerovou di?dou. Tento odpor mus? by? zvolen? tak, aby cez zenerovu di?du pretekal stabiliza?n? pr?d a nach?dzal sa v prieraznej oblasti.

Ke? sa odporov? z??a? zvy?uje, pr?d, ktor? ?ou pretek?, kles?, ?o by malo sp?sobi? zv??enie poklesu nap?tia na z??a?i. Ale zenerova di?da zabra?uje akejko?vek zmene nap?tia. S??et stabiliza?n?ho pr?du a z??a?ov?ho pr?du cez s?riovo zapojen? odpor zost?va kon?tantn?. To zais?uje kon?tantn? pokles nap?tia na s?riovom rezistore. Rovnako ako sa zvy?uje pr?d cez z??a?, regula?n? pr?d kles?, ??m sa zabezpe?uje kon?tantn? nap?tie. To umo??uje obvodu udr?iava? kon?tantn? v?stupn? nap?tie, zatia? ?o vstupn? nap?tie kol??e.

2.3. Tyristory

Tyristory s? ?irokou triedou polovodi?ov?ch zariaden? pou??van?ch na elektronick? sp?nanie. Tieto polovodi?ov? prvky s? bistabiln? a maj? tri alebo viac pn prechodov. Tyristory s? pokryt? vn?tornou kladnou sp?tnou v?zbou, ktor? umo??uje zv??i? amplit?du v?stupn?ho sign?lu priveden?m ?asti v?stupn?ho nap?tia na vstup.

Tyristory sa ?iroko pou??vaj? pri riaden? jednosmern?ho a striedav?ho pr?du. Sl??ia na zap?nanie a vyp?nanie energie dod?vanej do z??a?e, ako aj na regul?ciu jej hodnoty, napr?klad na ovl?danie osvetlenia alebo ot??ok motora.

Tyristory s? vyroben? z krem?ka met?dou dif?zie alebo dif?znej zliatiny a pozost?vaj? zo ?tyroch striedavo usporiadan?ch polovodi?ov?ch vrstiev typu p a n. Na obr?zkoch 2.13, 2.14 a 2.15 je zn?zornen? zjednodu?en? obvod tyristora, jeho pr?dovo-nap??ov? charakteristika a jeho schematick? symbol.

?tyri vrstvy s? pri?ahl? k sebe a tvoria tri p-n kri?ovatky. Dve krajn? svorky s? an?da a kat?da a k jednej zo stredn?ch vrstiev je mo?n? pripoji? riadiacu elektr?du. Tento tyristor neobsahuje riadiacu elektr?du a jeho otv?ranie a zatv?ranie je riaden? zmenou nap?tia, ktor? je na? priveden?. Tak?to tyristory sa naz?vaj? dinistory.

Pri polarite nap?tia aplikovan?ho na tyristor nazna?enej na obr?zku 2.13 bude jeho hlavn? ?as? na uzavretom p-n prechode 2, zatia? ?o prechody 1 a 3 bud? otvoren?. V tomto pr?pade sa diery pohybuj?ce sa z vrstvy p1 do vrstvy p2 ?iasto?ne rekombinuj? s elektr?nmi vo vrstve n1. Ich nekompenzovan? n?boj vo vrstve p2 sp?sob? sekund?rnu protiinjekciu elektr?nov z vrstvy n2 a elektr?ny z vrstvy n2 prejd? cez vrstvu p2 do vrstvy n1, pri?om sa ?iasto?ne rekombinuj? s otvormi vo vrstve p2. Sp?sobia sekund?rnu protiinjekt?? otvorov z vrstvy p1. Tieto javy vytvoria potrebn? podmienky pre rozvoj lav?nov?ho procesu. Lav?nov? proces v?ak za?ne a? pri nejakom dostato?ne ve?kom vonkaj?om nap?t? Uper. V tomto pr?pade sa tyristor presunie z bodu A pr?dovo-nap??ovej charakteristiky do sekcie BC (obr. 2.14) a pr?d cez neho sa prudko zv??i. V tomto pr?pade v d?sledku mno?stva n?bojov v kri?ovatke2 nap?tie na nej v?razne klesne (na pribli?ne 1 V) a energia uvo?nen? pri tomto prechode nebude dostato?n? na v?voj nezvratn?ch procesov v ?trukt?re zariadenia.

Ak sa pr?d cez tyristor v?razne zn??i na ur?it? hodnotu Isp (pr?dr?n? pr?d), potom sa tyristor uzavrie a prejde do stavu s n?zkou vodivos?ou (sekcia OA na obr. 2.14). Ak sa na tyristor privedie nap?tie s obr?tenou polaritou, potom jeho pr?dovo-nap??ov? charakteristika bude rovnak? ako u polovodi?ovej di?dy (?as? OD na obr. 2.14).

Uva?ovan? nekontrolovan? tyristor m? v?znamn? nev?hodu: jeho otv?ranie a zatv?ranie je mo?n? len pri ve?k?ch zmen?ch vonkaj?ieho nap?tia a pr?du.

Ove?a ?astej?ie pou??vaj? tyristory, ktor? maj? riadiacu elektr?du (obr. 2.16).

3. Elektroizola?n? materi?ly

3.1. Z?kladn? defin?cie a klasifik?cia dielektr?k

Elektroizola?n? materi?ly alebo dielektrik? s? l?tky, ktor? sa pou??vaj? na izol?ciu prvkov alebo ?ast? elektrick?ch zariaden?, ktor? maj? r?zne elektrick? potenci?ly. V porovnan? s materi?lmi vodi?ov maj? dielektrika v?razne vy??? elektrick? odpor. Charakteristickou vlastnos?ou dielektr?k je schopnos? vytv?ra? v nich siln? elektrick? polia a akumulova? elektrick? energiu. T?to vlastnos? dielektrika sa vyu??va v elektrick?ch kondenz?toroch a in?ch zariadeniach.

Pod?a stavu agreg?cie sa dielektrik? delia na plynn?, kvapaln? a tuh?. Skupina pevn?ch dielektr?k (vysok? polym?ry, plasty, keramika at?.) je obzvl??? ve?k?.

Pod?a chemick?ho zlo?enia sa dielektrik? delia na organick? a anorganick?. Hlavn?m prvkom v molekul?ch v?etk?ch organick?ch dielektr?k je uhl?k. Anorganick? dielektrik? neobsahuj? uhl?k. Najv???iu tepeln? odolnos? maj? anorganick? dielektrik? (s?uda, keramika at?.).

Pod?a sp?sobu v?roby sa dielektrik? delia na pr?rodn? (pr?rodn?) a syntetick?. Najpo?etnej?ia je skupina syntetick?ch izola?n?ch materi?lov.

Ve?k? skupina pevn?ch dielektr?k je zvy?ajne rozdelen? do nieko?k?ch podskup?n v z?vislosti od ich zlo?enia, ?trukt?ry a technologick?ch vlastnost? t?chto materi?lov. Existuj? teda keramick? dielektrik?, voskov?, filmov?, miner?lne at?.

V?etky dielektrika, aj ke? v malom rozsahu, vykazuj? elektrick? vodivos?. Na rozdiel od vodi?ov dielektrika vykazuj? zmenu pr?du v priebehu ?asu v d?sledku poklesu absorp?n?ho pr?du. Od ur?it?ho momentu sa vplyvom jednosmern?ho pr?du v dielektriku vytvor? iba vodiv? pr?d. Jeho hodnota ur?uje vodivos? dielektrika.

Ke? intenzita elektrick?ho po?a prekro?? limit dielektrickej pevnosti, d?jde k poruche. Porucha je proces de?trukcie dielektrika, v d?sledku ktor?ho dielektrikum str?ca svoje elektrick? izola?n? vlastnosti v mieste rozpadu.

Hodnota nap?tia, pri ktorej doch?dza k rozpadu dielektrika, sa naz?va prierazn? nap?tie Upr a zodpovedaj?ca hodnota intenzity elektrick?ho po?a sa naz?va dielektrick? sila Epr.

Rozpad pevn?ch dielektr?k je bu? ?isto elektrick? proces (elektrick? forma rozpadu) alebo tepeln? proces (tepeln? forma rozpadu). Elektrick? rozpad je zalo?en? na javoch, ktor? ved? k lav?nov?mu zv??eniu pr?du elektr?nov v pevn?ch dielektrik?ch.

Charakteristick? znaky elektrick?ho rozpadu pevn?ch dielektr?k s?:

nez?vislos? alebo ve?mi slab? z?vislos? dielektrickej pevnosti od teploty a trvania aplikovan?ho nap?tia;

elektrick? pevnos? pevn?ho dielektrika v rovnomernom poli nez?vis? od hr?bky dielektrika (a? do hr?bky 10/>- 10/>cm);

elektrick? pevnos? pevn?ch dielektr?k je v relat?vne ?zkych medziach: 10/>–10/>V/cm; a je v???ia ako pri tepelnej forme rozpadu;

pred rozpadom sa pr?d v pevnom dielektriku zvy?uje pod?a exponenci?lneho z?kona a bezprostredne pred za?iatkom rozpadu sa pozoruje n?hle zv??enie pr?du;

v pr?tomnosti nerovnomern?ho po?a doch?dza k elektrick?mu rozpadu v mieste najvy??ej intenzity po?a (efekt hrany).

K tepeln?mu rozpadu doch?dza pri zv??enej vodivosti pevn?ch dielektr?k a ve?k?ch dielektrick?ch strat?ch, ako aj pri zahrievan? dielektrika cudz?mi zdrojmi tepla alebo pri zlom odvode tepla. V d?sledku heterogenity zlo?enia maj? jednotliv? ?asti dielektrick?ho objemu zv??en? vodivos?. S? to tenk? kan?ly prech?dzaj?ce celou hr?bkou dielektrika. V d?sledku zv??enej hustoty pr?du sa v jednom z t?chto kan?lov vytvor? zna?n? mno?stvo tepla. To bude ma? za n?sledok e?te v???? n?rast pr?du v d?sledku prudk?ho poklesu odporu tejto ?asti v dielektriku. Proces hromadenia tepla bude pokra?ova?, k?m ned?jde k tepelnej de?trukcii materi?lu (tavenie, nauhli?ovanie) v celej jeho hr?bke - pozd?? oslabenej oblasti.

Charakteristick? znaky tepeln?ho rozpadu pevn?ch dielektr?k s?:

rozpad sa pozoruje v mieste najhor?ieho prenosu tepla z dielektrika do prostredia;

prierazn? nap?tie dielektrika kles? so zvy?uj?cou sa teplotou okolia;

prierazn? nap?tie kles? so zvy?uj?cim sa trvan?m aplikovan?ho nap?tia;

elektrick? pevnos? kles? so zvy?uj?cou sa hr?bkou dielektrika;

elektrick? pevnos? pevn?ho dielektrika kles? so zvy?uj?cou sa frekvenciou priv?dzan?ho striedav?ho nap?tia.

Po?as rozpadu pevn?ch dielektr?k sa ?asto pozoruj? pr?pady, ke? d?jde k elektrick?mu prierazu a? do ur?itej teploty, a potom v d?sledku dodato?n?ho zahrievania dielektrika nast?va proces tepeln?ho rozpadu dielektrika.

3.2. Vlastnosti elektroizola?n?ch materi?lov

Pokra?ovanie
--ZLOM STRANY--

Kvapaln? a polotekut? dielektrika– patria sem miner?lne oleje (transform?tor, kondenz?tor at?.), rastlinn? oleje (ric?nov?) a syntetick? kvapaliny (Sovol, Sovtol, PES-D at?.), vazel?na.

Miner?lne oleje s? produkty destil?cie ropy. Niektor? typy miner?lnych elektroizola?n?ch olejov sa navz?jom l??ia viskozitou a ?rov?ou elektrick?ch charakterist?k v d?sledku lep?ieho ?istenia niektor?ch z nich (kondenz?tor, k?bel). Zvy?n? charakteristiky olejov s? takmer na rovnakej ?rovni.

Ric?nov? olej sa z?skava zo semien rastliny ric?novn?ka.

Sovol a Sovtol s? nehor?av? syntetick? kvapaliny. Sovol sa z?skava chlor?ciou kry?talickej l?tky – bifenylu.

Sovol je prieh?adn? visk?zna kvapalina. Sovol je toxick? a dr??di sliznice, preto pr?ca s n?m vy?aduje dodr?iavanie bezpe?nostn?ch predpisov. Sovtol je zmes sovolu a trichl?rbenz?nu, v d?sledku ?oho m? v?razne ni??iu viskozitu. Sovol a Sovtol sa pou??vaj? na impregn?ciu papierov?ch kondenz?torov pre jednosmern? a striedav? in?tal?cie priemyselnej frekvencie.

PES-D je tekut? organokremi?it? dielektrikum a m? zv??en? tepeln? odolnos? a mrazuvzdornos?. Organokremi?it? kvapaliny s? netoxick? a nekoroz?vne.

Vazel?na je polotekut? hmota. Pou??va sa na impregn?ciu papierov?ch kondenz?torov.

Vysoko polym?rne organick? dielektrika pozost?vaj? z molek?l tvoren?ch desiatkami, stovkami tis?c molek?l p?vodnej l?tky – monom?ru. Polym?ry m??u by? pr?rodn? (pr?rodn? kau?uk, jant?r at?.) a syntetick?. Charakteristick?m znakom vysokopolym?rnych materi?lov s? ich vysok? dielektrick? vlastnosti.

Voskov? dielektrika: paraf?n, cerez?n a in? s? l?tky polykry?talickej ?trukt?ry s jasne definovanou teplotou topenia.

Elektrick? plasty– plasty (plasty) s? kompozitn? materi?ly pozost?vaj?ce z akejko?vek spojivovej l?tky (?ivice, polym?ry), pln?v, plastifika?n?ch a stabiliza?n?ch l?tok a farb?v.

Vo vz?ahu k teplu sa rozli?uj? termosetov? a termoplastick? plasty. Prv? sa st?vaj? netavite?n?mi a nerozpustn?mi po?as procesu lisovania za tepla alebo n?sledn?ho zahrievania. Termoplastick? plasty (termoplasty) m??u po zahriat? v procese lisovania zm?kn?? pri n?slednom ohreve.

Elektroizola?n? papiere a lepenky sa vz?ahuj? na vl?knit? materi?ly z?skan? z chemicky upraven?ch rastlinn?ch vl?kien: dreva a bavlny.

Elektrick? kart?ny na pou?itie vo vzduchu maj? hustej?iu ?trukt?ru v porovnan? s lepenkami ur?en?mi na pou?itie v oleji.

Vl?kno je monolitick? materi?l z?skan? lisovan?m listov papiera vopred upraven?ho roztokom chloridu zino?nat?ho. Vl?kno je vhodn? na v?etky druhy mechanick?ho spracovania a razenia. Listov? vl?kno m??e by? vytvoren? po zm?k?en? jeho polotovarov v hor?cej vode.

Vrstven? elektroizola?n? plasty– patria sem getinaky, textolit a sklolamin?t. T?mito materi?lmi s? vrstven? plasty, v ktor?ch s? ako spojivo pou?it? bakelitov? (rezol) alebo silik?nov? ?ivice, preveden? do netavite?n?ho a nerozpustn?ho stavu.

Ako plniv? vo vrstven?ch elektroizola?n?ch materi?loch, ?peci?lnych druhoch impregna?n?ho papiera (getinax), ako aj v bavlnen?ch tkanin?ch (textolit) a sklen?ch tkanin?ch bez alk?li? (sklolamin?t).

Zalievanie a impregnovanie elektrick?ch izola?n?ch zmes? (zmes). Zl??eniny s? elektroizola?n? kompoz?cie, ktor? s? v ?ase ich pou?itia kvapaln?, ktor? n?sledne vytvrdn? a v kone?nom (pracovnom) stave s? pevn? l?tky.

Pod?a ??elu sa zl??eniny delia na impregna?n? a plniace. Prv? sa pou??vaj? na impregn?ciu vinutia elektrick?ch strojov a zariaden?, druh? - na vyplnenie dut?n v k?blov?ch spojk?ch, ako aj v krytoch elektrick?ch zariaden? a zariaden? (transform?tory, tlmivky at?.).

Zmesi m??u by? termosetov?, ktor? po vytvrdnut? nezm?kn?, alebo termoplastick?, ktor? zm?kn? n?sledn?m zahriat?m. Termoplasty zah??aj? zl??eniny na b?ze epoxidu, polyesteru a niektor?ch ?al??ch ?iv?c. Termoplasty zah??aj? zl??eniny na b?ze bit?menu, voskov?ch dielektr?k a termoplastick?ch polym?rov (polystyr?n, polyizobutyl?n at?.).

Zmesi na b?ze bit?menu s? ?iroko pou??van? ako najlacnej?ie a chemicky inertn? l?tky s vysokou odolnos?ou vo?i vode a dobr?mi elektrick?mi vlastnos?ami.

Elektroizola?n? laky a emaily.

Laky s? roztoky filmotvorn?ch l?tok: ?ivice, bit?men, su?iace oleje (?anov? semienko, tung), ?tery celul?zy alebo kompoz?cie t?chto materi?lov v organick?ch rozp???adl?ch. Po?as procesu schnutia laku sa z neho odparuj? rozp???adl? a v lakovom podklade prebiehaj? fyzik?lne a chemick? procesy, ktor? ved? k vytvoreniu lakov?ho filmu.

Impregna?n? laky sa pou??vaj? na impregn?ciu vinut? elektrick?ch strojov a zariaden? s cie?om stmeli? ich z?vity, zv??i? tepeln? vodivos? vinut? a zv??i? ich odolnos? proti vlhkosti. Pomocou n?terov?ch lakov sa na povrchu vinut? alebo plastov?ch a in?ch izola?n?ch dielov vytv?raj? ochrann? vlhkovzdorn?, olejovzdorn? a in? n?tery. Adh?zne laky s? ur?en? na lepenie s?udov?ch listov medzi sebou alebo na papier a tkaniny (mikanity, mikalenty), ako aj na lepenie f?liov?ch materi?lov na papier, lepenku, tkaniny a na in? ??ely.

Emaily s? laky, do ktor?ch s? zaveden? pigmenty - anorganick? plniv? (oxid zino?nat?, oxid titani?it?, ?erven? olovo). Pigmenta?n? l?tky sa zav?dzaj? na zv??enie tvrdosti, mechanickej pevnosti, odolnosti proti vlhkosti, odolnosti vo?i obl?ku a ?al??ch vlastnost? smaltovan?ch filmov. Smalty s? krycie materi?ly.

Pod?a sp?sobu su?enia sa laky a emaily rozli?uj? na su?enie za tepla (v r?re) a na su?enie za studena (vzduch). Prv? vy?aduj? na vytvrdnutie 80 – 180°C, druh? schn? pri izbovej teplote.

Elektroizola?n? lakovan? tkaniny (lakovan? tkaniny) s? flexibiln? materi?ly pozost?vaj?ce z tkaniny impregnovanej lakom alebo nejak?m druhom tekutej elektroizola?nej kompoz?cie. Lak alebo in? impregna?n? kompoz?cia po vytvrdnut? vytvor? pru?n? film, ktor? dod?va lakovan?m l?tkam elektrick? izola?n? vlastnosti.

V z?vislosti od tkaniny sa lakovan? tkaniny delia na bavlnu, hodv?b, nylon a sklo (sklenen? lakovan? tkaniny). Olej, olej-bit?men a polyester sa pou??vaj? ako impregna?n? kompoz?cie pre lakovan? tkaniny. Eskaponov? alebo silik?nov? laky, ako aj roztoky latexov zo silik?novej gumy alebo suspenzie fluoroplastov.

Pri?nav? sklolamin?tov? a gumo-sklenen? tkaniny impregnovan? termosetov?mi zmesami so zv??enou lepivos?ou zais?uj? pevnos? izol?cie vyrobenej z t?chto materi?lov.

Hlavn? oblasti pou?itia lakovan?ch tkan?n s?: elektrick? stroje, pr?stroje a n?zkonap??ov? pr?stroje. Lakovan? tkaniny sa pou??vaj? na pru?n? medziz?vitov? a dr??kov? izol?ciu, ako aj r?zne elektrick? izola?n? tesnenia.

Na izol?ciu predn?ch ?ast? vinutia a in?ch prvkov nes?cich pr?d nepravideln?ho tvaru sa pou??vaj? lakovan? p?sky, narezan? pod uhlom 45° vzh?adom na z?klad?u lakovanej tkaniny.

Filmov? elektroizola?n? materi?ly S? to tenk? (od 10 do 200 mikr?nov) flexibiln? f?lie, bezfarebn? alebo farebn?.

Pou?itie f?liov?ch materi?lov na izol?ciu dr??ok v elektrick?ch strojoch umo??uje zn??i? hr?bku izol?cie. Filmov? elektroizola?n? materi?ly sa vyr?baj? hlavne zo syntetick?ch vysokomolekul?rnych dielektr?k (lavsan, fluoroplast-4 at?.).

Elektrick? izola?n? s?uda. Na elektrick? izol?ciu sa pou??va preva?ne pr?rodn? s?uda. Zo syntetick?ch s?ud sa pou??va fluorflogopit.

S?udy s? l?tky s charakteristickou ?trukt?rou listu. To umo??uje kry?t?ly s?udy rozdeli? na tenk? pl?ty - od 6 do 45 mikr?nov alebo viac. Zo v?etk?ch pr?rodn?ch s?ud sa ako dielektrikum pou??va iba muskovit a flogopit. Tieto s?udy sa ?ahko ?tiepia a maj? vysok? elektrick? vlastnosti.

V elektrotechnike sa pou??vaj? nasleduj?ce typy s?udy.

Trhan? s?uda - tenk? listy ?ubovo?n?ho obrysu. V z?vislosti od oblasti obd??nika, ktor? mo?no nap?sa? na obrys listu, sa trhan? s?uda del? na dev?? ve?kost?. Na z?klade hr?bky listov sa trhan? s?uda del? do ?tyroch skup?n. Trhan? s?uda sa pou??va na v?robu lepen?ch s?udov?ch elektroizola?n?ch materi?lov (micanit, micafolia, micalente a pod.).

Kondenz?torov? s?uda - obd??nikov? listy z?skan? razen?m (rezan?m) zo s?udov?ch dosiek (polborov). Kondenz?torov? s?uda sa pou??va pri v?robe s?udov?ch kondenz?torov ako hlavn? dielektrikum a tie? ako ochrann? dosky.

S?uda pre elektrick? v?kuov? zariadenia s? ploch? diely r?znych tvarov, vybaven? ur?en?mi otvormi. Tieto produkty sa z?skavaj? rezan?m muskovitov?ch s?udov?ch pl?tov. Hr?bka s?udov?ch ?ast? je v rozmedz? 0,1 – 0,5 mm.

Gilot?nov? s?uda - obd??nikov? platne r?znych ve?kost? a hr?bky 0,08 - 0,6 mm. Tento typ s?udov?ch produktov sa pou??va ako r?zne typy elektrick?ch izola?n?ch tesnen? v elektrick?ch strojoch a zariadeniach s n?zkym v?konom.

Elektrick? izola?n? materi?ly na b?ze s?udy vyroben? z trhanej s?udy a spojivov?ch l?tok; micanity, micafolia a mycalentes. S? to kompozitn? materi?ly pozost?vaj?ce zo s?udov?ch pl?tov zlepen?ch pomocou nejak?ho druhu ?ivice alebo laku. Hlavnou oblas?ou pou?itia lepen?ch s?udov?ch materi?lov je izol?cia vinut? vysokonap??ov?ch elektrick?ch strojov (?trbinov?, oto?n? at?.), Ako aj tepelne odoln?ch n?zkonap??ov?ch strojov.

S?uda a s?udovo-plastov? elektroizola?n? materi?ly– pri v?voji pr?rodnej s?udy a v?robe elektroizola?n?ch materi?lov na b?ze trhanej s?udy vznik? asi 90 % r?znych odpadov. Recykl?cia odpadu viedla k v?robe nov?ch elektroizola?n?ch materi?lov – s?udy a s?udov?ch plastov.

S?udov? materi?ly sa z?skavaj? zo s?udov?ho papiera alebo kart?nu, vopred upraven?ho nejak?m druhom spojivov?ho prostriedku (?ivice, laky).

Na z?skanie s?udov?ho papiera sa s?udov? odpad vo forme ?ist?ho odpadu podrobuje tepeln?mu spracovaniu pri 750 – 800°C. V d?sledku toho podliehaj? v?razn?mu opuchu a s? rozdelen? na mal? ?astice. Po ich umyt? vodou vznikne s?udov? suspenzia, z ktorej sa vyr?ba s?udov? papier a lepenka.

Elektrokeramick? materi?ly s? tuh? l?tky z?skan? tepeln?m spracovan?m - v?palom po?iato?n?ch keramick?ch hm?t pozost?vaj?cich z r?znych miner?lov odobrat?ch v ur?itom pomere.

Hlavnou s??as?ou mnoh?ch elektrokeramick?ch materi?lov (porcel?n, steatit at?.) s? pr?rodn? ?lov? l?tky (?ly, kaol?ny). Okrem hlinen?ch materi?lov sa do elektrokeramick?ch hm?t zav?dza kreme?, ?ivec (elektroporcel?n), ako aj mastenec, uhli?itan b?rnat? alebo uhli?itan v?penat? (steatit) at?.

Z?ver

Pred vytvoren?m kvantovej mechaniky sa vodivos? l?tok vysvet?ovala zv??en?m pohybu elektr?nov?ho plynu. ?astice tohto plynu - elektr?ny - sa zr??aj? s i?nmi kry?t?lovej mrie?ky l?tky. Pod?a kvantovej te?rie vodivosti, ktor? pova?uje pohyb elektr?nov kry?t?lovou mrie?kou za ??renie de Boyleov?ch elektr?nov?ch v?n, mrie?kov? uzly nem??u by? prek??kou pre elektr?nov? vlnu. Kvantov? te?ria vodivosti pevn?ch l?tok je zalo?en? na te?rii p?sov. V pevn?ch l?tkach nadob?daj? elektr?ny iba ur?it? energetick? hodnoty. Ka?d? tak?to hodnota je reprezentovan? ?rov?ou energie. ?rovne s? zoskupen? do z?n, oddelen?ch od seba energetick?mi medzerami patriacimi do z?ny.

V kovoch sa z?ny bu? navz?jom prekr?vaj?, alebo nie s? ?plne vyplnen? elektr?nmi. A v kove sa pod vplyvom elektrick?ho po?a elektr?n vo?ne pohybuje z ?rovne na ?rove?. ?ahk? mo?nos? pohybu z ?rovne na ?rove? znamen? vo?n? pohyb elektr?nu.

V polovodi?och a izolantoch je vyplnen? p?s oddelen? od medzery vo?nej energie. Elektr?ny m??u prech?dza? cez t?to medzeru v d?sledku tepelnej energie. Pravdepodobnos? tak?chto prechodov sa zvy?uje so zvy?uj?cou sa teplotou. So zvy?uj?cou sa teplotou sa preto zvy?uje vodivos? polovodi?ov a dielektr?k – to je ich najd?le?itej?? rozdiel od kovov.

Bibliografia

Sindeev Yu.G., Granovsky V.G. Elektrotechnika. U?ebnica pre ?tudentov pedagogick?ch a technick?ch vysok?ch ?k?l. Rostov na Done: "Phoenix", 1999.

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

Zhdanov L.S., Zhdanov G.L. Fyzika pre stredn? odborn? vzdel?vacie in?tit?cie: U?ebnica. – 4. vydanie, rev. – M.: Veda. Hlavn? redakcia fyzik?lnej a matematickej literat?ry, 1984.

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

Dmitrieva V.F. Fyzika: U?ebnica pre technick? ?koly./Ed. V.L. Prokofiev, - 4. vyd., vymazan?. – M.: Vy??ie. ?kola, 2001.

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

Yavorsky B.M., Pinsky A.A. Z?klady fyziky: U?ebnica. V dvoch zv?zkoch: T.1. – 3. vyd. prepracovan? – M.: Veda. Fizmatlit, 1981.

Prezent?cia sn?mok

Text sn?mky: Vodi?e a dielektrika v elektrostatickom poli Artem Mezhetsky 10 “B” ??inkuje: Mestsk? vzdel?vacia in?tit?cia “Stredn? ?kola ?. 30 v meste Belovo” Ved?ci: Popova Irina Aleksandrovna Belovo 2011

Text sn?mky: Pl?n: 1. Vodi?e a dielektrika. 2. Vodi?e v elektrostatickom poli. 3. Dielektrika v elektrostatickom poli. Dva typy dielektrika. 4.Dielektrick? kon?tanta.

Text sn?mky: l?tky vodiv?mi vodi?mi s? l?tky, ktor? ved? elektrick? pr?d s? tam vo?n? n?boje dielektrik? s? l?tky, ktor? neved? elektrick? pr?d neexistuj? ?iadne vo?n? n?boje

Text sn?mky: ?trukt?ra kovov + + + + + + + + + - - - - - - - - -

Text sn?mky: Kovov? vodi? v elektrostatickom poli + + + + + + + + + - - - - - - - + + + + + Ev. Evn. Evn. -

Text sn?mky: Kovov? vodi? v elektrostatickom poli E vonkaj?ie = E vn?torn?. Celkom=0 V?STUP: Vo vodi?i nie je ?iadne elektrick? pole. Cel? statick? n?boj vodi?a je s?streden? na jeho povrchu.

Text sn?mky: ?trukt?ra dielektrika, ?trukt?ra molekuly kuchynskej soli NaCl, elektrick? dip?l - kombin?cia dvoch bodov?ch n?bojov, rovnakej ve?kosti a opa?n?ho znamienka. Na Cl - - - - - - - - + - + -

Text sn?mky: Typy dielektr?k Pol?rne Pozost?vaj? z molek?l, v ktor?ch sa stredy rozlo?enia kladn?ch a z?porn?ch n?bojov nezhoduj? so so?ou, alkoholmi, vodou at?. Nepol?rne Pozost?vaj? z molek?l, v ktor?ch s? centr? rozlo?enia kladn?ch a z?porn?ch n?bojov; poplatky sa nezhoduj?. inertn? plyny, O2, H2, benz?n, polyetyl?n at?.

Text sn?mky: ?trukt?ra pol?rneho dielektrika + - + - + - + - + - + -

Sn?mka ?.10

Text sn?mky: Dielektrikum v elektrickom poli + - + + + + + + + - E ext. E vn?torn? + - + - + - + - E vn?torn?.< Е внеш. ВЫВОД: ДИЭЛЕКТРИК ОСЛАБЛЯЕТ ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Sn?mka ?.11

Text sn?mky: Dielektrick? kon?tanta m?dia - charakteristika elektrick?ch vlastnost? dielektrika E Eo - intenzita elektrick?ho po?a vo v?kuu - intenzita elektrick?ho po?a v dielektriku - dielektrick? kon?tanta m?dia = Eo E

Sn?mka ?.12

Text sn?mky: Dielektrick? kon?tanta l?tok Dielektrick? kon?tanta m?dia voda 81 petrolej 2,1 olej 2,5 paraf?n 2,1 s?uda 6 sklo 7

Sn?mka ?.13

Text sn?mky: Coulombov z?kon: Intenzita elektrick?ho po?a vytvoren? bodov?m n?bojom: q1 q2 r 2 q r 2

Sn?mka ?.14

Text sn?mky: ?loha

Sn?mka ?.15

Text sn?mky: Rie?enie probl?mu

Sn?mka ?.16

Text sn?mky: Rie?enie probl?mov

Sn?mka ?.17

Text sn?mky: Rie?enie probl?mov

Sn?mka ?.18

Text sn?mky: Test ?. 1: Kladne nabit? teleso sa privedie k trom kontaktn?m platniam A, B, C. Do?ti?ky B, C s? vodi? a A je dielektrikum. Ak? n?boje bud? na platniach po ?plnom vytiahnut? platne B? Mo?nosti odpovede

Sn?mka ?.19

Text sn?mky: ?. 2: Nabit? kovov? gu?a sa postupne ponor? do dvoch dielektrick?ch kvapal?n (1< 2). Какой из нижеприведенных графиков наиболее точно отражает зависимость потенциала поля от расстояния, отсчитываемого от центра шара?

Sn?mka ?.20

Text sn?mky: ?. 3: Ke? je priestor medzi doskami ploch?ho kondenz?tora ?plne vyplnen? dielektrikom, intenzita po?a vo vn?tri kondenz?tora sa zmen? 9-kr?t. Ko?kokr?t sa zmenila kapacita kondenz?tora? A) Zv??en? 3-kr?t. B) Zn??en? 3-kr?t. C) Zv??en? 9-kr?t. D) Zn??en? 9-kr?t. E) Nezmenil sa.

Sn?mka ?.21

Text sn?mky: ?. 4: Do stredu hrubostennej nenabitej kovovej gule bol umiestnen? kladn? n?boj. Ktor? z nasleduj?cich obr?zkov zodpoved? vzoru rozlo?enia elektrostatick?ch silo?iar?

Sn?mka ??slo 22

Text sn?mky: ?. 5: Ktor? z nasleduj?cich obr?zkov zodpoved? rozlo?eniu silo?iar kladn?ho n?boja a uzemnenej kovovej roviny?

Sn?mka ?.23

Text sn?mky: Referencie Kasyanov, V.A. Fyzika, 10. ro?n?k [Text]: u?ebnica pre stredn? ?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. ro?n?k“, „Osvietenie“, 2007

Sn?mka ?.24

Text sn?mky: V?etko =)

Vodi?e a dielektrika

Sn?mky: 8 slov: 168 zvukov: 0 Efekty: 0

Elektrick? pole v hmote. Ak?ko?vek prostredie oslabuje intenzitu elektrick?ho po?a. Elektrick? charakteristiky m?dia s? ur?en? pohyblivos?ou nabit?ch ?ast?c v ?om. L?tky, vodi?e, polovodi?e, dielektrik?. L?tky. Vo?n? n?boje s? nabit? ?astice rovnak?ho znamienka, ktor? sa m??u pohybova? pod vplyvom elektrick?ho po?a. Viazan? n?boje s? na rozdiel od n?bojov, ktor? sa nem??u pohybova? pod vplyvom elektrick?ho po?a nez?visle od seba. Dirigenti. Vodi?e s? l?tky, v ktor?ch sa vo?n? n?boje m??u pohybova? v celom objeme. Vodi?e - kovy, roztoky sol?, kyseliny, vlhk? vzduch, plazma, ?udsk? telo. - Explorer.ppt

Vodi?e v elektrickom poli

Sn?mky: 10 slov: 282 zvukov: 1 efekty: 208

Vodi?e v elektrickom poli. Ani v in?ch vodi?och nie je elektrick? pole. Uva?ujme elektrick? pole vo vn?tri kovov?ho vodi?a...... Dielektrika. V nepol?rnych dielektrik?ch sa stred kladn?ho a z?porn?ho n?boja zhoduje. V elektrickom poli sa ka?d? dielektrikum st?va pol?rnym. Dip?l. Polariz?cia dielektrika. - Vodi?e v elektrickom poli.ppt

Vodi?e v elektrostatickom poli

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

Vodi?e a dielektrika v elektrostatickom poli. Vodi?e v elektrostatickom poli Dielektrika v elektrostatickom poli. - kovy; kvapaln? roztoky a taveniny elektrolytov; plazma. Medzi vodi?e patria: Vodi?e v elektrostatickom poli. Evnesh. Vn?torn? pole oslab? to vonkaj?ie. Evn. Vo vn?tri vodi?a umiestnen?ho v elektrostatickom poli nie je ?iadne pole. Elektrostatick? vlastnosti homog?nnych kovov?ch vodi?ov. Dielektrika. Polar. Nepol?rne. Dielektrik? zah??aj? vzduch, sklo, tvrd? gumu, s?udu, porcel?n a such? drevo. Dielektrika v elektrostatickom poli. - Vodi?e v elektrostatickom poli.ppt

Vodi?e a dielektrika

Sn?mky: 18 slov: 507 zvukov: 0 Efekty: 206

Elektrick? pole. Vodi?e a dielektrika v elektrostatickom poli. Vodi?e a dielektrika. L?tky pod?a vodivosti. Posledn? elektr?n. ?trukt?ra kovov. Kovov? vodi?. Kovov? vodi? v elektrostatickom poli. Dielektrick? ?trukt?ra. ?trukt?ra pol?rneho dielektrika. Dielektrikum v elektrickom poli. Dielektrick? kon?tanta m?dia. Coulombov z?kon. Mikrovlnn? r?ra. Mikrovlnn? r?ra. Ako mikrovlny ohrievaj? jedlo. Moc. - Vodi?e a dielektrika.ppt

Vodi?e v elektrickom poli;

Sn?mky: 18 slov: 624 zvukov: 1 efekty: 145

T?ma: "Vodi?e a dielektrika v elektrickom poli." Dirigenti. Nabite vo vn?tri vodi?a. Pod?a princ?pu superpoz?cie po?a je nap?tie vo vn?tri vodi?a nulov?. Vodiv? gu?a. Zoberme si ?ubovo?n? bod A. N?boje oblast? s? rovnak?. Elektrostatick? indukcia. Ekvipotenci?lne plochy. Najzn?mej?ie elektrick? ryby s?. Elektrick? Stingray. Elektrick? ?hor. Dielektrika. Dielektrik? s? materi?ly, ktor? nemaj? ?iadne vo?n? elektrick? n?boje. Existuj? tri typy dielektr?k: pol?rne, nepol?rne a feroelektrik?. - Vodi?e v elektrickom poli, dielektrika v elektrickom poli.ppt

Elektrick? pole v dielektrik?ch

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

Dielektrik? za norm?lnych podmienok neved? elektrick? pr?d. Term?n „dielektrika“ zaviedol Faraday. Dielektrikum, ako ka?d? l?tka, pozost?va z at?mov a molek?l. Dielektrick? molekuly s? elektricky neutr?lne. Polariz?cia. Sila po?a v dielektriku. Vplyvom po?a sa dielektrikum polarizuje. V?sledn? pole vo vn?tri dielektrika. L?ka. Elektrick? zaujatos?. Vonkaj?ie pole je vytvoren? syst?mom vo?n?ch elektrick?ch n?bojov. Gaussova veta pre pole v dielektriku. Gaussova veta pre elektrostatick? pole v dielektriku. Vlastnosti feroelektrika silne z?visia od teploty. - Dielektrikum.ppt

Polariz?cia dielektrika

Sn?mky: 20 slov: 1598 zvukov: 0 Efekty: 0

Polariz?cia dielektrika. Relat?vna dielektrick? kon?tanta. Vektor polariz?cie. Mechanizmy polariz?cie. Spont?nna polariz?cia. Polariz?cia migr?cie. Typy elastickej polariz?cie. I?nov? elastick? polariz?cia. Dip?lov? elastick? polariz?cia. Druhy tepelnej polariz?cie. Dip?lov? tepeln? polariz?cia. Elektronick? tepeln? polariz?cia. Dielektrick? kon?tanta. Feroelektrika. Piezoelektrika. Piezoelektrick? javy s? pozorovan? iba v kry?t?loch, ktor? nemaj? stred symetrie. Pyroelektrika. Pyroelektrika vykazuj? spont?nnu polariz?ciu pozd?? pol?rnej osi. Fotopolariz?cia. -