zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Giáo trình Vật liệu điện - Chương 1

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Báo xấu

102
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sự phân cực điện môi I. cấu tạo vật chất Vật chất đ−ợc cấu tạo từ các hạt cơ bản: Proton, Notron v điện tử. Proton mang điện tích d−ơng, điện tử mang điện tích âm còn Notron không mang điện tích. Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi Proton v Notron, các điện tử lấp đầt lớp vỏ nguyên tử lm cân bằng điện tích d−ơng của hạt nhân. Trong nguyên tử, điện tử chỉ có thể chuyển động trên những quỹ đạo xác định, khi quay trên quỹ đạo đó năng l−ợng đ−ợc bảo ton. Mỗi quỹ đạo ứng với một mức năng l−ợng. Quỹ đạo gần...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Vật liệu điện - Chương 1

Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn http://www.ebook.edu.vn L I NÓI U Trong b t kỳ m t ngành s n xu t nào thì nguyên v t li u gi m t vai trò vô cùng quan tr ng, nh t là i v i s phát tri n v i t c chóng m t c a khoa h c k thu t thì nó òi h i ph i có nh ng v t li u m i áp ng ư c nhu c u ph c v cho s phát tri n. c bi t i v i ngành k thu t i n thì v t li u l i gi m t vai trò quy t nh n s phát tri n c a ngành. Vì n u không có v t li u cách i n, v t li u d n t ... thì không th ch t o m t lo i thi t b i n nào dù là ơn gi n nh t. V i m t vai trò quan tr ng như v y và xu t phát t yêu c u, k ho ch ào t o, chương trình môn h c c a Trư ng Cao ng Ngo i ng - Công ngh Vi t Nh t. Chúng tôi ã biên so n cu n giáo trình V t li u i n g m 6 chương v i nh ng n i dung cơ b n sau: Nh ng lý thuy t cơ b n c a v t li u i n. - Nguyên nhân các hi n tư ng v t lý x y ra trong v t li u i n. - Phân lo i v t li u i n. - Nh ng c tính ch y u c a v t li u i n. - Giáo trình V t li u i n ư c biên so n ph c v cho công tác gi ng d y c a giáo viên và là tài li u h c t p c a h c sinh. Do chuyên môn và th i gian có h n nên không tránh kh i nh ng thi u sót, v y r t mong nh n ư c ý ki n óng góp c a ng nghi p và b n oc cu n sách t ch t lư ng cao hơn. TÁC GI 3 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng I: Sù ph©n cùc ®iÖn m«i I. cÊu t¹o vËt chÊt VËt chÊt ®−îc cÊu t¹o tõ c¸c h¹t c¬ b¶n: Proton, Notron v ®iÖn tö. Proton mang ®iÖn tÝch d−¬ng, ®iÖn tö mang ®iÖn tÝch ©m cßn Notron kh«ng mang ®iÖn tÝch. H¹t nh©n nguyªn tö cÊu t¹o bëi Proton v Notron, c¸c ®iÖn tö lÊp ®Çt líp vá nguyªn tö l m c©n b»ng ®iÖn tÝch d−¬ng cña h¹t nh©n. Trong nguyªn tö, ®iÖn tö chØ cã thÓ chuyÓn ®éng trªn nh÷ng quü ®¹o x¸c ®Þnh, khi quay trªn quü ®¹o ®ã n¨ng l−îng ®−îc b¶o to n. Mçi quü ®¹o øng víi mét møc n¨ng l−îng. Quü ®¹o gÇn h¹t nh©n øng víi møc n¨ng l−îng thÊp, quü ®¹o xa h¹t nh©n øng víi møc n¨ng l−¬ng cao h¬n. Khi ®iÖn tö chuyÓn tõ quü ®¹o n y sang quü ®¹o kh¸c th× hÊp thô hay gi¶i phãng n¨ng l−îng. C¸c nguyªn tö liªn kÕt víi nhau t¹o th nh ph©n tö. Nguyªn tö mÊt mét ®iÖn tö trë th nh ion d−¬ng. nguyªn tö nhËn ®−îc thªm mét ®iÖn tö sÏ trë th nh ion ©m. c¸c chÊt láng, r¾n, khÝ cã thÓ ®−îc cÊu t¹o tõ nguyªn tö hay ph©n tö hay ion. 1. C¸c d¹ng liªn kÕt vËt chÊt. a) Liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ L sù liªn kÕt cña mét sè nguyªn tö th nh ph©n tö nhë c¸c ®iÖn tö gãp chung. VÝ dô: O2, H2, Cl2 sù liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ l m cho líp ®iÖn tö ë ngo i cïng ®−îc lÊp ®Çy, nªn rÊt v÷ng ch¾c, nã khã cã thÓ mÊt hoÆc nh©n thªm ®iÖn tö. VËy c¸c chÊt cã cÊu t¹o theo kiÓu liªn kÕt n y thuéc lo¹i vËt liÖu c¸ch ®iÖn tèt. Trong liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ ®−îc chia ra l m hai phÇn: - Liªn kÕt trung tÝnh: L liªn kÕt ®ång ho¸ rÞ cã t©m cña c¸c ®iÖ tÝch d−¬ng trïng víi t©m ®iÖn tÝch ©m. VÝ dô: LÊy cÊu tróc cña ph©n tö Cl l m vÝ dô: Ph©n tö n y gåm hai nguyªn tö Cl. = = Cl Cl + Cl Cl Cl Cl Ph©n tö Cl cã hai ®iÖn tö gãp chung nh− vËy nguyªn tö Cl sÏ cã thªm mét ®iÖn tö ë líp ngo i, tæng cã 8 ®iÖn tö líp ngo i nªn rÊt bÒn v÷ng. 4 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn http://www.ebook.edu.vn - Liªn kÕt cùc tÝnh (l−ìng tÝnh): L liªn kÕt khi cã t©m ®iÖn tÝch d−¬ng c¸ch t©m ®iÖn tÝch ©m mét kho¶ng l a n o ®ã. VÝ dô: HCl (Axit Clohy®ric). + = H Cl H Cl b) Liªn kÕt ion L liªn kÕt do lùc hót gi÷a c¸c ion d−¬ng v c¸c ion © víi nhau, lo¹i liªn kÐt n y cã søc bÒn ch¶y cao v c¬ giíi cao. NaCl = Na+ + Cl- VÝ dô: c) Liªn kÕt Van - ®ec – van. Lo¹i liªn kÕt n y th−êng gÆp ë lo¹i vËt liÖu cã m¹ng tinh thÓ kh«ng v÷ng ch¾c, cã nhiÖt ®é nãng ch¶y thÊp nh− Parafin. 2. ThuyÕt miÒn n¨ng l−îng 2 2 2 1. MiÒn ®Çy 3 3 2. MiÒn dÉn (rçng) 3. MiÒn cÊm 1 1 1 TÊt c¶ c¸c vËt thÓ tuú theo tÝnh chÊt dÉn ®iÖn cña nã cã thÓ n»m trong nhãm vËt dÉn, b¸n dÉn hoÆc ®iÖn m«i. Sù kh¸c nhau gi÷a c¸c nhãm ®−îc biÓu thÞ b»ng ®å thÞ n¨ng l−îng theo lý thuyÕt cña c¸c miÒn n¨ng l−îng cña vËt r¾n. - MiÒn ®Çy: Cã nhiÒu ®iÖn tö, sù liªn kÕt gi÷a ®iÖn tö v h¹t nh©n l bÒn v÷ng, t−¬ng øng víi nguyªn tö tr¹ng th¸i kh«ng bÞ kÝch thÝch. - MiÒn dÉn: Cã nhiÒu ®iÖn tö tù do, c¸c ®iÖn tö liªn kÕt yÕu víi h¹t nh©n, nã dÔ bÞ chuyÓn ®éng d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng (t−¬ng øng víi nguyªn tö bÞ kÝch thÝch). - MiÒn cÊm: §iÖn tö tù do kh«ng cã ë miÒn n y. a) VËt dÉn Cã miÒn ®Çy n»m s¸t víi miÒn dÉn do ®ã ®iÖn tö trong kim lo¹i ®−îc tù do, nã cã thÓ chuyÓn ®éng tõ miÒn ®Çy sang miÒn dÉn d−íi t¸c dông cña c−êng ®é ®iÖn tr−êng (E) yÕu ®Æt v o vËt dÉn. b) B¸n dÉn 5 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Cã miÒn cÊm hÑp, vïng n y cã thÓ kh¾c phôc ®−îc nhê t¸c dông cña n¨ng l−¬ng tõ bªn ngo i v o c¸c ®iÖn tö ë vïng ®Çy cã thÓ chuyÓn ®éng sang vïng dÉn ®−îc do vËy vËt dÉn cã thÓ dÉn ®iÖn. c) §iÖn m«i Cã miÒn cÊm lín, c¸c ®iÖn tö khã cã thÓ chuyÓn ®éng tõ miÒn ®Çy sang miÒn dÉn ®−îc. Do ®ã ®iÖn m«i muèn trë th nh vËt dÉn ph¶i cã tõ tr−êng E m¹nh ë ngo i t¸c dông v o. II. sù ph©n cùc cña ®iÖn m«i §iÖn m«i l tÊt c¶ c¸c vËt liÖu c¸ch ®iÖn, nã tån t¹i ë c¸c tr¹ng th¸i: KhÝ, láng, r¾n. Mét hiÖn t−îng c¬ b¶n ph¸t sinh trong m«i chÊt khi ®Æt v o nã trong ®iÖn tr−êng ®ã l hiÖn t−îng ph©n cùc. Sù ph©n cùc cña ®iÖn m«i l sù chuyÓn dÞch cã h−íng v cã giíi h¹n cña c¸c ®iÖn tÝch hoÆc sù ®Þnh h−íng tõng phÇn cña c¸c ph©n tö l−ìng cùc. C¸c ®¹i l−îng ph©n cùc l : p( γ ) : §iÖn trë suÊt, ®iÖn dÉn suÊt : H»ng sè ®iÖn m«i ε δ (hoÆc tg δ ) : Gãc tæn hao ®iÖn m«i Ect : C−êng ®é ®iÖn tr−êng chäc thñng 1. HiÖn t−îng ph©n cùc a) Ph©n tö trung tÝnh Bình thư ng Khi có i n trư ng tác d ng ---------- +++++++ 6 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn http://www.ebook.edu.vn b) Phân t c c tính (lư ng c c) Bình thư ng Khi có i n trư ng tác d ng +++++++ + + - + + - - - - + + - +++++++ D−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng, c¸c ®iÖn tÝch liªn kÕt cña ®iÖn m«i bÞ xoay theo h−íng cña lùc t¸c dông v o nã, c−êng ®é ®iÖn tr−êng c ng m¹nh, ®iÖn tÝch chuyÓn h−íng c ng m¹nh. §iÖn tÝch d−¬ng chuyÓn dÞch theo h−íng chuyÓn dÞch cña ®iÖn tr−êng t¸c dông, cßn ®iÖn tÝch ©m th× chuyÓn dÞch theo h−íng ng−îc lai. Khi kh«ng cßn ®iÖn tr−êng t¸c dông n÷a th× c¸c ®iÖn tÝch l¹i quay trë vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu. Trong ®iÖn m«i l−ìng cùc t¸c dông cña ®iÖn tr−êng g©y nªn sù ®Þnh h−íng t−¬ng øng c¸c phÇn tö l−ìng cùc kÕt qu¶ l trªn bÒ mÆt cña ®iÖn m«i h×nh th nh nh÷ng líp ®iÖn tÝch tr¸i dÊu nhau, ë mÆt h−íng vÒ ®iÖn cùc d−¬ng xuÊt hiÖn líp ®iÖn tÝch ©m, cßn ë mÆt h−íng vÒ ®iÖn tÝch ©m th× xuÊt hiÖn líp ®iÖn tÝch d−¬ng lóc n y sù ph©n cùc ® xong. Khi ®iÖn m«i ®ã l mét tô ®iÖn ®−îc tÝch ®iÖn. 2. HÖ sè ®iÖn m«i (ε) ý nghÜa cña ®iÖn m«i: L mét ®¹i l−îng ®¸nh gi¸ sù ph©n cùc m¹nh hay yÐu cña chÊt ®iÖn m«i. XÐt ®iÖn m«i bÊt kú cã g¾n c¸c ®iÖn cùc ®−îc c¾m v o m¹ch ®iÖn ®Òu cã thÓ xem nh− l mét tô ®iÖn cã ®iÖn dung x¸c ®Þn nh− ta biÕt, ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn sÏ l : Q = C.U (1.1) Trong ®ã: C l ®iÖn dung cña tô U l ®iÖn ¸p ®Æt v o tô ®iÖn. §iÖn tÝch Q ë trÞ sè ®iÖn ¸p cho tr−íc gåm hai th nh phÇn: Q = Q0 + Q’ (1.2) Q0 L th nh phÇn cã ë ®iÖn cùc nÕu nh− gi÷a c¸c cùc l ch©n kh«ng Q’ L th nh phÇn t¹o nªn bëi sù ph©n cùc ®iÖn m«i gi÷a c¸c ®iÖn cùc 7 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Mét trong nh÷ng ®Æc tÝnh quan träng nhÊt c¶u ®iÖn m«i cs ý nghÜa ®Æc biÖt ®èi víi kü thuËt l h»ng sè ®iÖn m«i t−¬ng ®èi. §¹i l−îng n y l tû sè gi÷a ®iÖn tÝch Q cña tô ®iÖn chÕ t¹o tõ lo¹i ®iÖn m«i Êy khi ®iÖn ¸p ®Æt v o cã mét gi¸ trÞ n o ®ã víi Q0 l ®iÖn tÝch cña tô cïng kÝch th−¬c ®Æt d−íi ®iÖn ¸p cïng trÞ sè nh−ng gi÷a c¸c ®iÖn cùc l ch©n kh«ng. Q Q'+ Q 0 Q' Q (1.3) +1 ε= = = = Q0 Q0 Q0 Q0 Tõ biÓu thøc (1.3) ta sÏ suy ra ®−îc h»ng sè ®iÖn m«i t−¬ng ®èi cña bÊt kú chÊt n o còng lín h¬n 1 v chØ b»ng 1 khi ®iÖn m«i l ch©n kh«ng. CÇn chó ý r»ng gi¸ tÞ h»ng sè ®iÖn m«i cña ch©n kh«ng phô thuéc v o hÖ sè ®¬n vÞ. Trong hÖ CGDE nã b»ng 1 cßn trong hÖ SI nã b»ng: 1 (F ) ε= 36π6π. 9 m Gi¸ trÞ h»ng sè ®iÖn m«i t−¬ng ®èi cña mét chÊt bÊt kú kh«ng phô thuéc v o viÖc lùa chän hÖ ®¬n vÞ. Trong nh÷ng phÇn tiÕp theo chÝnh ®¹i l−îng h»ng sè ®iÖn méi n y dïng ®Ó ®Æc tr−ng cho chÊt l−îng cña ®iÖn m«i, nh−ng ®Ó ng¾n gän ta bá bít ch÷ “t−¬ng ®èi”. Nh− vËy quan hÖ 1.1 cã thÓ biÓu diÔn d−íi d¹ng ph−¬ng tr×nh: Q = Q0ε = C.U = C0.U.ε (1.4) Trong ®ã: C0: §iÖn dung cña tô ®iÖn ®ã khi gi÷a c¸c ®iÖn cùc l ch©n kh«ng. Tõ (1.4) râ r ng h»ng sè ®iÖn m«i cña ε cña mét chÊt n o ®ã cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh b»ng tû sè gi÷a ®iÖn dung cña tô ®iÖn cã ®iÖn m«i l chÊt ®ã víi ®iÖn dung cña tô ®iÖn cïng kÝch th−íc nh−ng méi l ch©n kh«ng. C ε= C0 VËy ta ®Þnh nghÜa: H»ng sè ®iÖn m«i cña mét chÊt ®iÖn m«i n o ®ã ®−îc x¸c ®Þnh b»ng tû sè gi÷a ®iÖn dung cña tô ®iÖn cã ®iÖn m«i l m b»ng chÊt ®ã v ®iÖn dung cña tô ®iÖn cã cïng kÝch th−íc nh−ng ®iÖn m«i l ch©n kh«ng. III. C¸c d¹ng ph©n cùc cña ®iÖn m«i Dùa trªn nguyªn t¾c vÒ th nh phÇn, ®Æc ®iÓm hoÆc thêi gian cña sù ph©n cùc ng−êi ta chia ph©n cùc ra c¸c d¹ng sau: 1. Theo c¸c lo¹i phÇn tö tÝch ®iÖn tham gia v o qu¸ tr×nh ph©n cùc. a) Ph©n cùc ®iÖn tö 8 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn http://www.ebook.edu.vn L d¹ng ph©n cùc do sù xª dÞch cã giíi h¹n cña c¸c quü ®¹o chuyÓn ®éng cña c¸ ®iÖn tö d−íi d¹ng cña ®iÖn tr−êng bªn ngo i. Ph©n cùc ®iÖn tö x¶y ra ë tÊt c¶ c¸c nguyªn tö, ph©n tö, ion. §Æc ®iÓm cña d¹ng ph©n cùc n y nã cã thêi gian æn ®Þnh ph©n cùc v« cïng ng¾n 10-14 ÷ 10-13s. b) Ph©n cùc ion L d¹ng ph©n cùc g©y nªn bëi sù xª dÞch cña c¸c ion liªn kÕt cña c¸c chÊt ®iÖn m«i d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng ngo i thêi gian æn ®Þnh ph©n cùc 10-13 ÷ 10-12s. c)Ph©n cùc l−ìng cùc L d¹ng ph©n cùc g©y nªn bëi sù ®Þnh h−íng c¸c ph©n tö cã cù tÝnh d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng ngo i. d) Ph©n cùc kÕt cÊu L lo¹i ph©n cùc x¶y ra trong c¸c lo¹i ®iÖn m«i r¾n cã kÕt cÊu kh«ng ®ång nh©t. Trong gianh giíi gi÷a hai m«i tr−êng kh¸c nhau cña chÊt ®iÖn m«i sÏ tÝch luü mét l−îng ®iÖn tÝch g©y ra sù ph©n cùc, qu¸ tr×nh n y kÐo d i h ng phót ®Õn h ng giê. e) Ph©n cùc tù ph¸t L d¹ng ph©n cùc cña c¸c ®iÖn m«i Xec – nhet. Nã cã ®Æc ®iÓm l tù ph©n cùc khi E ngo i b»ng 0. D−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng ngo i dÉn tíi ph©n cùc rÊt m¹nh, ε cao cã tiªu tÇn n¨ng l−îng. 2. Theo c¸c d¹ng t¸c dông cã c¸c d¹ng sau: a) Ph©n cùc ® n håi L d¹ng ph©n cùc x¶y ra do biÕn d¹ng ® n h«i cña c¸c ph©n tö. Ph©n cùc ®iÖn tö v ph©n cùc ion l c¸c ph©n cùc ® n håi. b) Ph©n cùc nhiÖt L d¹ng ph©n cùc m ®iÖn m«i cã m«men c¶m øng d−íi t¸c dông cña bªn ngo i do sù ph©n bè kh«ng ®èi xøng cña c¸c ®iÖn tÝch khi chóng ë tr¹ng th¸i chuyÓn ®éng nhiÖt. 3. Theo vËn tèc ph©n cùc Chia ra c¸c d¹ng sau: a) Ph©n cùc nhanh: Gåm c¸c ph©n cùc ®iÖn tö, ion (kh«ng to¶ nhiÖt) b) Ph©n cùc chËm: Nh− ph©n cùc kÕt cÊu, thêi gian x¶y ra ph©n cùc kÐo d i (cã sù tæn thÊt n¨ng l−îng). 9 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn http://www.ebook.edu.vn 4. S¬ ®å ®¼ng trÞ cña ®iÖn m«i Sù ph©n cùc cña ®iÖn m«i cã thÓ x¶y ra nhiÒu lo¹i ph©n cùc trong ®iÖn m«i ®ã hoÆc cã lo¹iu ®iÖn m«i chØ ph©n cùc ë lo¹i n y hoÆc lo¹i kh¸c. ®Ó biÓu thÞ c¸c lo¹i ph©n cùc cña ®iÖn m«i ta dïng s¬ ®å ®¼ng trÞ. Rlcc Ric Rcc Rkc Rtp Rcd U Q0 Qc Qi Qlcc Qic Qcc Qkc Qtp C0 Cc Ci Clcc Cic Ccc Ckc Ctp Trong ®ã: - Nh¸nh Q0 v C0 ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc ch©n kh«ng. - Nh¸nh Qc v Cc ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc ®iÖn tö. - Nh¸nh Qi v Ci ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc ion d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng (E) c¸c ion cña ®iÖn m«i sÏ chuyÓn dÞch. - Nh¸nh Qlcc v Clcc ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc l−ìng cùc chËm d−íi t¸c dông cña E c¸c ph©n tö l−ìng cùc sÏ xoay theo h−íng cña ®iÖn tr−êng. Do ®ã sù ph©n cùc n y cã tiªu hao n¨ng l−îng nªn trong s¬ ®å ®iÖn dung C ®−îc nèi tiÕp víi ®iÖn trë, ®iÖn trë R n y ®Æc tr−ng cho sù tiªu hao n¨ng l−îng cho sù ph©n cùc g©y ra. - Nh¸nh Qic, Cic v Ric ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc ion chËm, lo¹i n y cã c¸c ion liªn kÕt yÕu trong m¹ng tinh thÓ sÏ chuyÓn dÞch khi cã ®iÖn tr−êng t¸c dông. - Nh¸nh Qic, Cic v Ric ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc chËm. - Nh¸nh Qkc, Ckc v Rkc ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc kÕt cÊu, lo¹i ph©n cùc n y chØ x¶y ra ®èi víi c¸c lo¹i ®iÖn m«i r¾n cã kÕt cÊu kh«ng ®ång nhÊt. - Nh¸nh Qtp, Ctp v Rtp ®Æc tr−ng cho sù ph©n cùc tù ph¸t, lo¹i n y x¶y ra ®èi víi c¸c lo¹i ®iÖn m«i r¾n cã kÕt cÊu ion gäi l ®iÖn m«i Xe – NhÝt. Sù ph©n cùc tù ph¸t kÌm theo khuÕch t¸n n¨ng l−îng ®¸ng kÓ tøc l táa nhiÖt. - Nh¸nh cã Rcd l ®iÖn trë c¸ch ®iÖn ®Æc tr−ng bëi dßng ®iÖn rß qua ®iÖn m«i. 10 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn http://www.ebook.edu.vn IV. hÖ sè ®iÖn m«i cña c¸c lo¹i m«i chÊt 1. H»ng sè ®iÖn m«i cña ®iÖn m«i khÝ C¸c chÊt khÝ cã ®Æc ®iÓm l mËt ®é rÊt bÐ, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ph©n tö lín. Nhê ®ã sù ph©n cùc chÊt khÝ kh«ng ®¸ng kÓ v h»ng sè ®iÖn m«i cña chÊt khÝ gÇn b»ng 1. Sù ph©n cùc cña chÊt khÝ cã thÓ l thuÇn tuý ®iÖn tö hoÆc l−ìng cùc nÕu ph©n tö khÝ ®ã cã cùc tÝnh. Nh−ng ngay ®èi víi khÝ cã cùc tÝnh, sù ph©n cùc ®iÖn tö vÉn cã ý nghÜa chñ yÕu. 2. H»ng sè ®iÖn m«i cña chÊt láng So víi m«i chÊt khÝ m«i chÊt láng cã kÕt cÊu phøc t¹p h¬n nhiÒu nªn qu¸ tr×nh ph©n cùc trong chÊt láng còng phøc t¹p h¬n, do ®ã ta cã thÓ ph©n l m hai lo¹i moi chÊt láng sau: a) M«i chÊt láng trung tÝnh (DÇu M¸y biÕn ¸p, Benzen...) Trong m«i chÊt n y chñ yÕu xuÊt hÖn lo¹i ph©n cùc tøc thêi, trÞ sè ε≤ 2,5 VÝ dô: DÇu M¸y biÕn ¸p ε = 2,2 DÇu Benzen ε = 2,48 §èi víi chÊt láng trung tÝnh th× ε phô thuéc v o nhiÖt ®é (h×nh vÏ 4.1) cßn tÇn sè l¹i kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn ε. ε ε 0 0 0 0 t s«i t f H×nh vÏ 4.1 b) M«i chÊt láng cã cùc tÝnh M«i chÊt láng n y cã kÕt cÊu l nh÷ng ph©n tö kh«ng trung ho vÒ ®iÖn hoÆc kÕt cÊu l−ìng cùc. VÝ dô: N−íc cÊt, dÇu thÇu dÇu, s¬n S«n v«... Tªn gäi chÊt láng ε ë t0 = 200C v f = 50Hz ThÇu dÇu 4,5 X« v«n 5,0 * XÐt quan hÖ cña ε víi nhiÖt ®é: ε = f(t) 11 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn http://www.ebook.edu.vn - Khi nhiÖt dé t¨ng ®Õn t1 th× ε t¨ng nh−ng t¨ng chËm, tiÕp tôc t¨ng ®Õn nhiÖt ®é t2 th× ε t¨ng nhanh - NÕu t¨ng nhiÖt ®é t0 > t02 th× ε gi¶m, nh− vËy ®−êng biÕn thiªn cã mét ®iÓm cùc ®¹i øng víi ®iÖn m«i láng ë tr¹ng th¸i vËt lý cùc tÝnh. Tr¹ng th¸i vËt lý ®ã l do sù céng h−ëng cña hai dao ®éng do nhiÖt v do ®iÖn tr−êng t¸c ®éng (do c¶n trë cña nhiÖt ®é l m cho sù ph©n cùc khã kh¨n v× vËy khi t0 t¨ng sÏ l m cho ε gi¶m). * XÐt quan hÖ cña ε víi tÇn sè: ε = f(ω) hoÆc ε = F(f) Ta thÊy ε gi¶m v× f thay ®æi tøc l khi f t¨ng th× sù xoay h−ín cña c¸ ph©n tö l−ìng cùc c ng khã kh¨n. NÕu f t¨ng ®Õn gi¸ trÞ giíi h¹n n o ®ã th× sù ph©n cùc trë lªn kh«ng ho n th nh v ε gi¶m. ε ε εmax εlc ε 0 0 t0 t01 t02 f 3. H»ng sè ®iÖn m«i cña chÊt r¾n a) M«i chÊt r¾n cã kÕt cÊu ph©n tö trung tÝnh (Parafin, l−u huúnh..) v c¸c m«i chÊt r¾n cã kÕt cÊu tinh thÓ chÆt chÏ (NaCl, Al2O3). Lo¹i m«i chÊt n y cã kÕt cÊu trung tÝnh v kÕt cÊu ion chÆt chÏ nªn chØ cã ph©n cùc tøc thêi cña ®iÖn tö ion. Tªn gäi vËt liÖu HÖ sè khóc x¹ n2 ε Parafin 1,43 2,06 1,9 ÷ 2,2 Polistirol 1,55 3,4 2,4 ÷ 2,6 L−u huúnh 1,92 3,60 3,6 ÷ 4,0 Kim c−¬ng 2,40 5,76 5,6 ÷ 5,8 * XÐt khi nhiÖt ®é t¨ng - Víi m«i chÊt cã kÕt cÊu ph©n tö trung tÝnh (vÝ dô: Parafin) ta thÊy trÞ sè ε gi¶m do mËt ®é ph©n tö gi¶m ®Õn nhiÖt ®é nãng ch¶y cña m«i chÊt th× ε c ng gi¶m xuèng m¹nh, v× mËt ®é ph©n tö løc ®ã cã sù gi¶m nh¶y vät (vÝ dô Parafin cã nhiÖt ®é nãng ch¶y ë t0 = 500C). 12 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng
Gi¸o tr×nh VËt liÖu ®iÖn http://www.ebook.edu.vn - M«i chÊt cã kÕt cÊu ion chÆt chÏ. Khi nhiÖt ®é t¨ng th× kh¶ n¨ng cùc ho¸ t¨ng h¬n sù gi¶m cña mËt ®é ph©n tö do vËy m ε t¨ng. b) M«i chÊt r¾n cã kÕt cÊu tinh thÓ yÕu (tøc kÕt cÊu ion kh«ng chÆt chÏ) M«i chÊt cã kÕt cÊu cùc tÝnh (nh− vËt liÖu Xenlul«, cao su, cao ph©n tö....) ngo i ph©n cùc tøc thêi cßn cã thÓ cã sù ph©n cùc chËm. Do ®ã quan hÖ phô thuéc cña ε víi niÖt ®é v tÇn sè còng gièng nh− m«i chÊt láng cùc tÝnh. c) M«i chÊt r¾n cã kÕt cÊu phøc t¹p §©y l m«i chÊt th−êng gÆp trong thùc tÕ. KÕt cÊu cña nã gåm nhiÒu th nh phÇn cã trÞ sè ε kh¸c nhau. TrÞ sè ε cña lo¹i m«i chÊt n y ®−îc x¸c ®Þnh gÇn ®óng nh− sau: εx = θ1εx1 + θ2εx2 Trong ®ã: ε, ε1 v ε2 t−¬ng øng víi h»ng sè ®iÖn m«i cña hçn hîp v cña c¸c th nh phÇn riªng θ1, θ2: Nång ®é theo thÓ tÝch cña c¸c th nh phÇn tho¶ m n biÓu thøc θ1+ θ2 = 1 x: H»ng sè ®Æc tr−ng cho sù ph©n bè cña c¸c th nh phÇn v gi¸ trÞ tõ +1→-1. - Khi m¾c nèi tiÕp c¸c th nh phÇn x = -1 ta cã: 1 θ1 θ 2 =+ ε ε1 ε 2 - Khi m¾c song song c¸c th nh phÇn x = -1 biÓu thøc cã d¹ng: ε = θ1ε1 + θ2ε2 13 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.