Ivalt.ru

И-Вольт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем обусловлен сквозной ток диэлектрика

Электропровдность диэлектриков

Автор: Пользователь скрыл имя, 26 Сентября 2013 в 21:32, реферат

Описание работы

Электроизоляционные материалы, применяемые в технике, не являются идеальными диэлектриками в связи с присущей им небольшой электропроводностью. В технических диэлектриках всегда содержится небольшое количество свободных зарядов, которые под воздействием электрического поля создают слабые по величине сквозные токи проводимости, или токи утечки. Эти токи утечки сопровождаются выделением и нейтрализацией зарядов на электродах, между которыми расположен диэлектрик.

Работа содержит 1 файл

электропроводность диэлектриков.docx

Электроизоляционные материалы, применяемые в технике, не являются идеальными диэлектриками в связи с присущей им небольшой электропроводностью. В технических диэлектриках всегда содержится небольшое количество свободных зарядов, которые под воздействием электрического поля создают слабые по величине сквозные токи проводимости, или токи утечки. Эти токи утечки сопровождаются выделением и нейтрализацией зарядов на электродах, между которыми расположен диэлектрик. Особенностью электропроводности диэлектриков является не только то, что она в основном носит не электронный, а ионный характер, но также и то, что в начальный период после включения постоянного напряжения сквозной ток сопровождается поляризационными токами, т. е. токами заряда емкостей в схеме замещения. Кроме того, возникают дополнительные токи поляризации, обусловленные неоднородностью структуры изоляции, когда на границе раздела диэлектриков с разными характеристиками накапливается поглощенный заряд – заряд абсорбции. Все эти токи создают так называемый ток абсорбции. Таким образом, полный ток в диэлектрике равен сумме токов утечки и абсорбции:

где – ток утечки (сквозной ток), – ток абсорбции.

Ток абсорбции изменяется с течением времени по закону затухающей экспоненты:

где – постоянная времени заряда изоляции, – максимальное значение тока абсорбции в начальный момент при = 0.

Сопротивление изоляции после приложения напряжения определяют по формуле

где U – приложенное напряжение.

Рис. 1. Зависимость тока через диэлектрик от времени

Поскольку ток абсорбции со временем уменьшается, сопротивление изоляции возрастает. После завершения переходного процесса в установившемся режиме через диэлектрик протекает только ток сквозной проводимости .

Ток абсорбции необходимо принимать во внимание при измерении проводимости диэлектрика, так как при небольшой выдержке образца диэлектрика под напряжением регистрируется не только сквозной ток, но и сопровождающий его ток абсорбции. Вследствие этого может создаться неправильное представление о большой проводимости диэлектрика и его малом сопротивлении изоляции.

Истинное сопротивление диэлектрика, определяемое только сквозным током и называемое сопротивлением изоляции , определяется по формуле:

Следовательно, ток утечки и сопротивление изоляции нужно измерять спустя некоторое время после приложения напряжения, когда закончатся переходные процессы и ток абсорбции спадет до нуля. Обычно считают, что переходные процессы при заряде изоляции заканчиваются через 1 мин, поэтому за ток утечки принимают ток, измеренный через 1 мин после приложения напряжения. Его обозначают и называют одноминутным значением тока утечки. Соответствующее ему сопротивление называют одноминутным значением сопротивления изоляции. Его определяют как

Чтобы оценить величину тока абсорбции, протекающего в переходном режиме, измеряют ток утечки и сопротивление изоляции через 15 с после приложения напряжения, когда ток абсорбции еще не успевает уменьшиться до нуля. Сопротивление изоляции, измеренное через 15 с после приложения напряжения, называют пятнадцатисекундным значением сопротивления изоляции и обозначают . Отношение одноминутного значения сопротивления изоляции к пятнадцатисекундному значению называют коэффициентом абсорбции :

Согласно действующим правилам, коэффициент абсорбции для неувлажненной изоляции при температуре 10–20 °С должен быть не менее чем 1,3. Для увлажненной изоляции коэффициент абсорбции близок к единице.

Заметим, что в США сопротивление изоляции замеряют через 1 мин и через 10 мин. В качестве установившегося значения берут десятиминутное значение сопротивления изоляции, а вместо коэффициента абсорбции вводят индекс поляризации как отношение десятиминутного значения сопротивления изоляции к одноминутному значению: .

В некоторых случаях (за рубежом) наряду с индексом поляризации вычисляют и нормируют коэффициент диэлектрической абсорбции (DAR), вычисляемый как отношение одноминутного значения сопротивления изоляции к тридцатисекундному ее значению: .

Сопротивление изоляции всех электротехнических изделий используется в качестве важнейшего критерия их работоспособности. Во всех технических нормативах оговариваются значения сопротивления изоляции или тока утечки при заданном напряжении.

Для твердого диэлектрика ток утечки может протекать через весь объем диэлектрика V, а также и по его поверхности S от одного электрода к другому электроду. В связи с этим для твердых электроизоляционных материалов различают объемный ток утечки и поверхностный ток утечки , а также объемную и поверхностную электропроводности и соответственно объемное и поверхностное сопротивления. Объемная электропроводность обусловлена свойствами самого диэлектрика. Поверхностная же электропроводность обусловлена присутствием на поверхности диэлектрика влаги и различных загрязнений. Поскольку вода отличается значительной электропроводностью, то достаточно тончайшего слоя влаги на поверхности диэлектрика, чтобы была обнаружена заметная электропроводность, определяемая в основном толщиной увлажненного слоя. Поскольку толщина адсорбированного слоя и его сопротивление связаны с природой материала, на поверхности которого находится этот слой, поверхностную электропроводность обычно рассматривают как свойство самого диэлектрика. Поверхностная электропроводность тем ниже, чем меньше полярность вещества, чем чище поверхность диэлектрика и чем лучше она отполирована. Наиболее высокими значениями поверхностного сопротивления обладают неполярные диэлектрики, поверхность которых не смачивается водой (парафин, полиэтилен, фторопласт-4). Такие диэлектрики называются гидрофобными.

Пониженное значение поверхностного сопротивления можно наблюдать у полярных диэлектриков, частично растворимых в воде, у которых на поверхности образуется пленка электролита (керамика, резина, стекло). Такие диэлектрики называются г идрофильными. Кроме того, к поверхности полярных диэлектриков легко прилипают различные загрязнения.

Естественно, что гигроскопичность волокнистых материалов, имеющих объемно-пористую структуру, будет выше, а керамики, покрытой кремнийорганическими лаками, – ниже. Адсорбция влаги на поверхности диэлектрика находится в тесной зависимости от относительной влажности окружающей среды. Особенно резкое увеличение поверхностной электропроводности наблюдается при относительной влажности, превышающей 70–80 %.

На поверхности гидрофильного (смачиваемого) диэлектрика адсорбированная влага распределяется тонким непрерывным слоем, а на поверхности гидрофобного (несмачиваемого) диэлектрика влага распределяется отдельными «островками».

Образовавшийся на поверхности увлажненный и загрязненный слой имеет обычно небольшое сопротивление. Следовательно, поверхностный ток утечки может быть достаточно большим. Он может нагреть поверхность диэлектрика до температуры больше 100 °С. При такой температуре происходит вскипание воды на поверхности диэлектрика, образование микротрещин и разрушение поверхностного слоя изоляции. Для защиты поверхности гидрофильных материалов применяют грязестойкие глазури и кремнийорганические лаки.

Читать еще:  Пятерная рамка для розеток

Для сравнительной оценки различных материалов по их объемной и поверхностной электропроводностям, пользуются значениями удельного объемного сопротивления и удельного поверхностного сопротивления

В системе СИ удельное объемное сопротивление численно равно сопротивлению куба с ребром в 1 м, вырезанного из исследуемого материала, если ток проходит сквозь куб от одной его грани к противоположной. Единица измерения удельного объемного сопротивления Ом·м. Если для измерения берется не куб, а плоский образец материала, то при однородном поле удельное объемное сопротивление рассчитывается по формуле:

где – объемное сопротивление образца, Ом; S – площадь электрода, м 2 ; h – толщина образца, м.

Объемное сопротивление образца будет равно:

Удельное поверхностное сопротивление численно равно сопротивлению квадрата любых размеров, выделенного на поверхности исследуемого материала, если ток проходит через квадрат от одной его стороны до противоположной. Единица измерения удельного поверхностного сопротивления Ом. Если для измерения берется не квадрат, а прямоугольник, то удельное поверхностное сопротивление рассчитывается по формуле:

где – поверхностное сопротивление образца материала между параллельно поставленными электродами шириной d, отстоящими друг от друга на расстоянии .

Поверхностное сопротивление будет равно:

По удельному объемному сопротивлению можно определить удельную объемную проводимость , а по удельному поверхностному сопротивлению – удельную поверхностную проводимость . Удельная объемная проводимость измеряется в См·м –1 , а удельная поверхностная проводимость – в сименсах (См).

Закон Ома для объемного сопротивления:

Разделив левую и правую части уравнения на величину площади , получим:

т. е. закон Ома в дифференциальной форме.

Полная проводимость твердого диэлектрика, соответствующая его сопротивлению изоляции , складывается из объемной и поверхностной проводимостей. Величина сопротивления изоляции находится как эквивалентное сопротивление параллельно включенных сопротивлений:

Проводимость диэлектриков, как и их сопротивление изоляции , не является постоянной величиной. Они зависят от величины приложенного к образцу напряжения, температуры окружающей среды и влажности. Как правило, при увеличении приложенного напряжения и температуры проводимость диэлектриков увеличивается, а сопротивление изоляции уменьшается. Увеличивается проводимость и с увеличением влажности.

При длительной работе под напряжением ток утечки через твердые и жидкие диэлектрики с течением времени может уменьшаться или увеличиваться. Уменьшение тока со временем говорит о том, что электропроводность материала была обусловлена ионами посторонних примесей и уменьшилась за счет электрической очистки образца. Увеличение тока со временем говорит о протекающем в диэлектрике необратимом процессе старения под действием напряжения. Это старение способно постепенно привести к разрушению диэлектрика, т. е. к его пробою.

Электропроводность изоляционных материалов в сильной степени зависит и от состояния вещества: газообразное, жидкое или твердое.

Токи смещения, абсорбции и сквозной проводимости

Вторая характерная особенность электропроводности диэлектри­ков — спадание тока со временем после приложения постоянного напряжения. При включении постоянного напряжения ток в диэлек­трике вначале резко возрастает, а затем постепенно снижается, асим­птотически приближаясь к некоторой установившейся величине (рис. 3.3). Резкое возрастание тока вначале и последующее его сни­жение вызванытоком смещения Iсмв диэлектрике. Плотность тока смещенияIсмопределяется скоростью изменения вектора электриче­ского смещенияD(или вектораЕ, посколькуD= εεoЕ):

jсм= ∂D/∂τ=εoε£ (∂E/∂τ). (3.4)

Ток смещения Iсмвызван как мгновенными (деформационными) видами поляризации, так и замедленными (ре­лаксационными), а также перераспре­делением свободных зарядов — их дрейфом (без разряжения на электро­дах).

В первом случае из-за кратковре­менности установления электронной и ионной поляризаций Iсм не удается за­фиксировать с помощью прибора.

Рис 3.3. Зависимость величины тoкаIв диэлектрике от времени приложения постоянного напряжения (схематически):

Iсм — ток смещения, вызванный деформационными видами поляризации;

Iаб — ток абсорбции;

Iск — ток сквозной проводимости;

1 — Электрическое старение;

Ток смещения, обусловленный деформационными видами поляризации, имеет важное значение в работе p-nперехода полупроводниковых приборов.

Во втором случае ток смещения наблюдается в технических диэлектриках от нескольких минут до нескольких де­сятков минут после приложения напря­жения и называется током абсорбцииIаб.

Ток абсорбции Iаб вызван релаксационными видами поляризациии перераспределением свободных зарядов в объеме диэлектрика. Он приводит к накоплению носителей заряда в местах наибольшей кон­центрации ловушек (уровней захвата) — дефектов решетки, неоднородностей, границ раздела и т.п. В результате в диэлектрике возни­кают объемные заряды, и электрическое поле в нем становится неоднородным. Поле, создаваемое объемными зарядами, направлено в данном случае обратно приложенному полю. Ток абсорбции при постоянном напряжении наблюдается только в момент включения и выключения, при переменном напряжении — в каждый полупериод изменения электрического поля, т.е. практически в течение всего времени приложения переменного напряжения.

Под действием образовавшихся объемных зарядов, а также поляризации диэлек­трика (особенно при наличии дипольно-релаксационной составляющей), образец за­ряжается. Но если от него отключить внешний источник напряжения и его закоро­тить, то по образцу пойдет обратный так называемый ток деполяризации, который образуется в результате освобождения носителей заряда с различных ловушек и дез­ориентации диполей. Зависимость тока деполяризации от времени несет информацию oзакономерностях молекулярной подвижности, дефектах строения, и в ряде случаев с ее помощью возможно прогнозирование срока службы полимерной изоляции (см. гл. 5.4.3). При нагревании (с постоянной скоростью) заряженного образца образуется 1°к деполяризации, или ток термостимулированной деполяризации (ТСД). МетодTСД широко используют при изучении релаксационных переходов (Tс,Tт и др.) в полимерных диэлектриках, а также закономерностей накопления и переноса носителей 3аряда.

Составляющая тока, которая не изменяется со временем приложения постоянного напряжения, представляет собой стационарный поток электрически заряженных частиц, разряжающихся на электродах, и называется током сквозной проводимостиIск (сквозным токомI, или остаточным током).По величине сквозного тока определяют удельную объемную(илиповерхностную)электропроводностьди­электрика.

Читать еще:  Телефонная розетка с двумя выходами схема подключения

Ток сквозной проводимости обусловлен направленным движением носителей заряда, поставляемых ионогенной примесью, самим ди­электриком и в сильных полях инжектируемых из электродов, и со­провождается обязательным их разряжением на электродах.

Только в результате разряжения носителей заряда на электродах (положительный ион принимает электрон(ы) из катода, а отрицательный ион отдаст электрон(ы) ано­ду) во внешней цепи возникает электрический (электронный) ток, измерив величину которого, можно определить удельное объемное (или поверхностное) сопротивление диэлектрика. Если носители заряда не смогут преодолеть потенциальный барьер на границе диэлектрик—металл, то они не разрядятся на электродах и в приэлектродных областях образуют объемные заряды, которые создадут в диэлектрике электрическое поле, направленное противоположно приложенному полю.

Ток сквозной проводимости измеряют тогда, когда после прило­жения к образцу постоянного напряжения ток абсорбции спадет практически до нуля. Это время составляет от нескольких минут до нескольких десятков минут и определяется экспериментально. Величина тока сквозной проводимости при длительном прило­жении постоянного напряжения может существенно изменяться в результате электрохимических процессов, а также образования объ­емных зарядов.Величина сквозного тока не изменяется только при чисто электронном типе проводимости.Если при длительном прило­жении постоянного напряжения к твердому или жидкому диэлектри­ку ток сквозной проводимости со временем продолжает уменьшаться (см. рис. 3.3, кривая 2), значит электропроводность данного мате­риала обусловлена в основном ионами примеси и уменьшается в ре­зультате электроочистки образца.

Ток сквозной проводимости также уменьшается, если носители заряда, подходя к электродам, не разря­жаются (из-за высокого потенциального барьера на границе ме­талл—диэлектрик). Накапливаясь в приэлектродных областях, носи­тели заряда образуют объемные заряды (положительный — у катода и отрицательный — у анода), препятствующие прохождению тока. Объемные заряды в приэлектродных областях могут также образовы­ваться (в сильных полях) в результате инжекции зарядов со стороны электродов, однако в этом случае знак объемных зарядов соответст­вует полярности электродов (см. гл. 7.15.5).

Таким образом, если до приложения электрического поля ди­электрик был электронейтральным, т.е. суммарный заряд всех его микрообъемов был равен нулю, то после приложения поля, в резуль­тате перемещения зарядов (в том числе инжектированных из элек­тродов) на макроскопические расстояния и закрепления части из них на ловушках, электронейтральность нарушается, и в диэлектри­ке возникают объемные заряды. Образец поляризуется. Объемные заряды образуются при прохождении как тока смещения, в частно­сти тока абсорбции, так и тока сквозной проводимости. Если же ток сквозной проводимости увеличивается (см. рис. 3.3, кривая 7), то это указывает на участие в образовании электрического тока собственных зарядов материала, являющихся его структурными элементами, т.е. имеет место электролиз. В этом случае материал ста­реет — в нем протекают необратимые электрохимические процессы, постепенно приводящие к разрушению (пробою) образца. Например, приложив к нагретому неорганическому стеклу постоян­ное напряжение, можно наблюдать благодаря его прозрачности, как в стекле продукты электролиза, в частности выделяющийся на катоде металлический натрий, образуют ветвистые отложения — металличе­ские дендриты. При достаточном времени прохождения тока дендриты могут прорасти сквозь всю толщину ди­электрика от катода к аноду и образовать проводящий канал.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Сквозной ток — утечка

Сквозной ток утечки / ск вызван перемещением свободных зарядов в диэлектрике в процессе электропроводности, не изменяется со временем и вызывает потери, аналогичные потерям по закону Джоуля — Ленца в проводниках. [1]

Сопротивление tt учитывает сквозной ток утечки и явление электрического гистерезиса в диэлектрике, подобно тому как активное сопротивление катушки со стальным сердечником учитывает магнитный гистерезис в стали и сопротивление обмотки. [2]

При подаче на испытуемый образец постоянного напряжения через диэлектрик протекают сквозной ток утечки и ток абсорбции. В большинстве диэлектриков ток абсорбции спадает за время, много меньшее — 60 — е — — Поэтому — измерение сопротивления образца производят после выдержки его под напряжением в течение 1 мин, фиксируя отклонение гальванометра. Если время спадания тока абсорбции в диэлектрике превышает 1 мин, то в технических условиях на порядок измерения его удельного сопротивления оговаривается время выдержки его под напряжением перед измерением величины сопротивления. [3]

Стремится i при t — х, есть не что иное, как сквозной ток утечки ( см. § 1 — 2), а гадс — ток абсорбции. [4]

Если диэлектрик длительно включен под постоянное напряжение, то потери мощности в нем объясняются прохождением сквозного тока утечки через сопротивление изоляции [ формулы ( 1 — 90) и ( 1 — 91) ] и аналогичны потерям по закону Джоуля — Ленца в проводниках. [5]

При приложении к диэлектрику постоянного напряжения ток обычно спадает с течением времени, приближаясь к некоторому установившемуся значению сквозного тока утечки . [7]

При приложении к твердому диэлектрику постоянного напряжения ток обычно спадает с течением времени, приближаясь к некоторой установившейся величине сквозного тока утечки . [9]

В первом случае увеличивается неоднородность изоляции и, как следует из ( 10 — 23), растет ток абсорбции; во втором — возрастает сквозной ток утечки . [11]

Цилиндрический стержень диаметром 5 мм и длиной 15 мм из политетрафторэтилена ( фторопласт-4) с удельным объемным сопротивлением 1015 Ом м и удельным поверхностным сопротивлением 101в Ом покрыт с торцов слоями металла. Определите сквозной ток утечки через стержень и потери мощности в нем. [13]

Куб с ребром 50 мм из эбонита с удельным объемным сопротивлением 5 — Ю13 Ом — м и удельным поверхностным сопротивлением 10 Ом м имеет две противоположные грани, покрытые слоями металла. Определите сквозной ток утечки через куб и потери мощности в нем. [14]

Наиболее характерна для большей части электроизоляционных материалов ионная электропроводность. В ряде случаев электролизу при прохождении через диэлектрик сквозного тока утечки подвергается основное вещество диэлектрика; примером может служить обычное стекло, в котором благодаря его прозрачности можно непосредственно наблюдать образование и перенос продуктов электролиза: при пропускании постоянного тока через стекло, нагретое для повышения проводимости ( см. ниже), у катода образуются древовидные отложения ( дендриты) входящих в состав молекул стекла металлов, прежде всего натрия. Еще чаще встречаются ( по крайней мере, для органических электроизоляционных материалов) такие случаи, когда молекулы основного вещества диэлектрика не обладают способностью подвергаться диссоциации, но ионная электропроводность возникает благодаря присутствию в материале практически неизбежных загрязнений — примесей воды, солей, кислот, щелочей и пр. Даже весьма малые, с трудом обнаруживаемые химическим анализом примеси способны заметно влиять на проводимость диэлектрика; поэтому при изготовлении диэлектрических материалов и вообще в технике электрической изоляции важное значение имеет чистота исходных продуктов и чистота рабочего места. [15]

Читать еще:  Переходник для машины для розетки

Виды электропроводности диэлектриков

При приложении к образцу твердого диэлектрика постоянного напряжения, через него протекает ток сквозной проводимости (ток утечки) I, который складывается из двух составляющих: тока объемной проводимости IU и тока поверхностной проводимости IS (рис.2.):

I = IU + IS

Контрольные вопросы по лекции №5.

1. Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры для полярных диэлектриков.

2. Распределение поля в двухслойном диэлектрике.

3. Виды электропроводности в диэлектриках разных агрегатных состояний.

Для сравнительной оценки величин токов объемной и поверхностной проводимостей пользуются значениями удельного объемного сопротивления ρ и удельного поверхностного сопротивления ρs. Поверхностная и объемная проводимости обусловлены разными причинами. Поверхностная проводимость обусловлена присутствием влаги и прочих загрязнений на поверхности диэлектрика. Достаточно тончайшего слоя влаги на поверхности диэлектрика, чтобы была обнаружена заметная проводимость. Адсорбция влаги на поверхности диэлектрика находится в тесной зависимости от относительной влажности окружающей среды. Резкое уменьшение поверхностного сопротивления наблюдается при повышении относительной влажности до 70 – 80%. Удельное поверхностное сопротивление тем выше, чем меньше полярность вещества, чем чище поверхность вещества. Поверхностное сопротивление также может быть повышено за счет качества механической обработки поверхности. Особенно резкое снижение поверхностного сопротивления наблюдается для полярных диэлектриков, у которых образуется поверхностная пленка электролита. Для повышения поверхностного сопротивления применяются различные способы очистки поверхностей: промывка, прокаливание, кипячение в дистиллированной воде.

Схема установки для определения объемного и поверхностного сопротивления диэлектриков изображена на рис.3. На рис.3 цифрой 1 обозначен измерительный электрод, 2 – кольцевой электрод, используемый как заземляющий при определении объемного сопротивления и как высоковольтный при определении поверхностного сопротивления; 3 – электрод, используемый как высоковольтный при определении объемного сопротивления и как заземляющий при определении поверхностного сопротивления; 4 – испытуемый диэлектрик. Удельное объемное сопротивление диэлектрика может быть определено по формуле: ρ = R∙S/h, Ом∙м, где R – измеренное сопротивление образца, Ом, S – площадь измерительного электрода 1, м 2 ; h – толщина образца. Удельное поверхностное сопротивление определяется по формуле: ρs=2πRs/ln(d1/d2), Ом∙м, где Rs – измеренное сопротивление образца, Ом, d1 – внутренний диаметр кольцевого электрода 2 d2 – наружный диаметр измерительного электрода 1.

В отношении явления поверхностной проводимости можно сделать следующие обобщения. Зависимость удельной поверхностной проводимости от влажности обуславливается наличием на поверхности диэлектрика диссоциирующих на ионы веществ. Вода, попавшая на поверхность, способствует их выявлению Если эти вещества являются загрязнениями, то путем их удаления можно получать высокие значения удельного поверхностного сопротивления при любой влажности воздуха. Если такие вещества являются составной частью материала, то удельное поверхностное сопротивление будет сильно снижаться при увеличении влажности. Следует использовать специальные защитные покрытия для снижения гигроскопичности диэлектрика, обеспечивать несмачиваемость его поверхности водой. Например, покрытие керамики и стекол кремнийорганическими лаками значительно повышает величину удельного поверхностного сопротивления изделий во влажной среде.

Ток, обусловленный объемной проводимостью диэлектриков, имеет достаточно сложную форму даже при приложении постоянного напряжения. Ток объемной проводимости состоит из двух основных составляющих: 1) токи смещения и адсорбционные токи и 2) сквозные токи.

График тока при подаче постоянного напряжения представляет собой спадающую до установившегося значения экспоненту, убывающую от начального достаточно большого значения до относительно небольшого установившегося значения.

Начальный бросок тока вызван за счет упорядоченного перемещения частиц вещества в процессе поляризации. Некоторые виды поляризации вещества протекают практически мгновенно. Однако есть и виды поляризации, протекающие достаточно медленно, например релаксационная поляризация. Электрический ток, вызванный движением частиц в процессе поляризации вещества, называется током смещения. Когда задействованы относительно медленные механизмы поляризации, эту составляющую тока называют еще адсорбционным током.

Очевидно, что с течением времени эти составляющие тока уменьшаются до нуля. При постоянном напряжении токи смещения наблюдаются только в моменты включения и выключения напряжения. При переменном напряжении токи смещения имеют место постоянно в течение всего времени действия электромагнитного поля на материал.

Составляющая тока, которая не меняется со временем после приложения постоянного напряжения и представляет собой стационарный поток заряженных частиц, называется током сквозной проводимости, или током утечек. Именно по величине сквозного тока определяют удельную объемную и поверхностную проводимость диэлектрика. Ток сквозной проводимости обусловлен направленным движением носителей заряда, поставляемых ионогенными примесями или самим диэлектриком. Чтобы учесть влияние поляризационных токов, сопротивление твердого диэлектрика рассчитывают частное от деления приложенного напряжения к току, измеренному через одну минуту после включения напряжения.

Величина тока сквозной проводимости при длительном приложении постоянного напряжения может существенно изменяться в результате электрохимических процессов и образования объемных зарядов в диэлектрике. Строго говоря, величина сквозного тока не будет изменяться только при чисто электронном типе проводимости. Если при длительном приложении напряжения ток утечки продолжает снижаться, то электропроводность данного материала обусловлена в основном ионами примеси и она снижается за счет электроочистки образца. Если же ток утечки увеличивается, то это указывает на участие в образовании электрического тока собственных зарядов материала, т.е. имеет место электролиз. В этом случае материал стареет — в нем протекают необратимые электрохимические процессы, постепенно приводящие к разрушению (пробою) образца.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector