Диэлектрическая проницаемость жидкостей

Электричество

Диэлектрическая проницаемость жидкостей

Примечание. Дробные значения вводите через точку.

Вещество ԑ Вещество ԑ
Газы и водяной пар Жидкости
Азот 1,0058 Глицерин 43
Водород 1,00026 Кислород жидкий (при t = -192,4 oC ) 1,5
Воздух 1,00057 Масло трансформаторное 2,2
Вакуум 1,00000 Спирт 26
Водянной пар (при t=100 oC) 1,006 Эфир 4,3
Гелий 1,00007 Твердые тела
Кислород 1,00055 Алмаз 5,7
Углекислый газ 1,00099 Бумага парафинированная 2,2
Жидкости Дерево сухое 2,2-3,7
Азот жидкий (при t = -198,4 oC) 1,4 Лед (при t = -10 oC) 70
Бензин 1,9-2,0 Парафин 1,9-2,2
Вода 81 Резина 3,0-6,0
Водород (при  t= — 252,9 oC) 1,2 Слюда 5,7-7,2
Гелий жидкий (при  t = — 269 oC) 1,05 Стекло 6,0-10,0
Титанат бария 1200
Фарфор 4,4-6,8
Янтарь 2,8

Примечание. Электрическая постоянная ԑo (диэлектрическая проницаемость вакуума) равная: ԑo = 14πс2 * 107 Ф/м ≈ 8,85 * 10-12 Ф/м

Магнитная проницаемость вещества

Парамагнитики μ Диамагнетики μ
Алюминий 1,000023 Висмут 0,999824
Воздух 1,00000038 Вода 0,999991
Вольфрам 1,000176 Водород 0,999999937
Кислород 1,0000019 Медь 0,999990
Кислород жидкий 1,003400 Стекло 0,999987

Примечание. Магнитная постоянная μo (магнитная проницаемость вакуума) равна: μo = 4π * 10-7 Гн/м ≈ 1,257 * 10-6 Гн/м

М агнитная проницаемость ферромагнетиков

В таблице приведены значения магнитной проницаемости для некоторых ферромагнетиков (веществ с μ > 1). Магнитная приницаемость для ферромагнетиков (железо, чугун, сталь, никель и др. ) не постоянная. В таблице указаны максимальные значения.

Железо мягкое 8000 Пермаллой-681 250 000
Кобальт 175 Чугун 600-800
Никель 1100

1 Пермаллой-68 — сплав из 68% никеля и 325 железа; этот сплав применяют для изготовления сердечников трансформаторов.

Температура Кюри

Вещество Температура Кюри, oС Вещество Температура Кюри, oС
Железо 770 Сульфид хрома 30
Кобальт 1331 Гадолиний 20
Никель 358 Тербий -50
Сплав никеля (70%) и меди (30%) 67 Диспрозий -186

Удельное электрическое сопротивление материалов

Проводник мкОм м Проводник мкОм м
Алюминий 0,028 Никель 0,073
Вольфрам 0,055 Олово 0,12
Графит 13 Платина 0,10
Дуралюмин 0,033 Ртуть 0,96
Железо 0,10 Свинец 0,21
Золото 0,024 Серебро 0,016
Латунь 0,07-0,08 Сталь 0,10-0,14
Магний 0,045 Цинк 0,061
Медь 0,017 Чугун 0,5-0,8

Сплавы высокого сопротивления

Название сплава Удельное электрическое сопротивление мкОМ м Состав сплава, %
Медь Никель Марганец Другие элементы
Константан 0,50 54 45 1
Копель 0,47 56,5 43 0,05
Манганин 0,43 > 85 2-4 12
Нейзильбер 0,3 65 15 20 Zn
Никелин 0,4 68,5 30 1,5
Нихром 1,1 > 60 < 4 30 < Cr ост. Fe
Фехраль 1,3 12-15 Cr 3-4 Al 80 < Fe

Температурные коэффициенты электрического сопротивления проводников

Проводник 10-3 oC-1 Проводник 10-3 oC-1
Алюминий 4,2 Никель 6,5
Вольфрам 5 Нихром 0,1
Железо 6 Олово 4,4
Золото 4 Платина 3,9
Константан 0,05 Ртуть 1,0
Латунь 0,1-0,4 Свинец 3,7
Магний 3,9 Серебро 4,1
Манганин 0,01 Сталь 1-4
Медь 4,3 Фехраль 0,1
Нейзильбер 0,25 Цинк 4,2
Никелин 0,1 Чугун 1,0

Сверхпроводимость проводников

Металл Температура перехода Металл Температура перехода
К К
Алюминий -272,0 1,2 Свинец -266,0 7,2
Ванадий -267,9 5,3 Таллий -269,8 3,4
Молибден -272,3 0,9 Тантал -268,7 4,5
Ниобий -264,0 9,2 Уран -272,4 0,8
Олово -269,5 3,7 Цинк -272,3 0,9
    Примечания.

  1. Сверхпроводимость обнаружена у более чем 25 металлических элементов и у большого числа сплавов и соединений.
  2. Сверхпроводником с наиболее высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние    -23,2 К (-250,0 oC) — до недавного времени являлся германид ниобия (Nb3Ge). В конце 1986 г. был получен сверхпроводник с температурой перехода ≈ 30 К (≈ -243 oС). Сообщается о синтезе новых высокотемпературных сверхпроводников: керамик (изготовливается путем спекания оксидов бария, меди и лантана) с температурой перехода ≈ 90-120 К.

Удельное электрическое сопротивление некоторых полупроводников и диэлектриков

Вещество СтеклоТемпература, oС Удельное сопротивление
Ом м Ом мм2/м
Полупроводники
Антимонид индия 17 5,8 х 10-5 58
Бор 27 1,7 х 104 1,7 х 1010
Германий 27 0,47 4,7 х 105
Кремний 27 2,3 х 103 2,3 х 109
Cеленид свинца (II) (PbSe) 20 9,1 х 10-6 9,1
Сульфид свинца (II) (PbS) 20 1,7 х 10-5 0,17
Диэлектрики
Вода дистиллированная 20 103-104 109-1010
Воздух 0 1015-1018 1021-1024
Воск пчелиный 20 1013 1019
Древесина сухая 20 109-1010 1015-1016
Кварц 230 109 1015
Масло трансформаторное 20 1011-1013 1016-1019
Парафин 20 1014 1020
Резина 20 1011-1012 1017-1018
Слюда 20 1011-1015 1017-1021
Стекло 20 109-1013 1015-1019

Электрическое свойства пластмасс

Название пластмассы Диэлектрическая проницаемость Удельное электрическое сопротивление, Ом м
Гетинакс 4,5-8,0 109-1012
Капрон 3,6-5,0 1010-1011
Лавсан 3,0-3,5 1014-1016
Органическое стекло 3,5-3,9 1011-1013
Пенопласт 1,0-1,3 ≈ 1011
Полистирол 2,4-2,6 1013-1015
Полихлорвинил 3,2-4,0 1010-1012
Полиэтилен 2,2-2,4 ≈ 1015
Стеклотекстолит 4,0-5,5 1011-1012
Текстолит 6,0-8,0 107-1019
Целлулоид 4,1 109
Эбонит 2,7-3,5 1012-1014

Удельное электрическое сопротивление электролитов (при t=18 oС и 10-процентной концентрации раствора)

Раствор Удельное электрическое сопротивление 10-3 Ом м Раствор Удельное электрическое сопротивление 10-3 Ом м
Гидроксид натрия (NaOH) 32 Серная кислота (20-процентная концентрация) 15
Медный купорос (CuSO4 5H2O) 315 Соляная кислота (HCI) 16
Серная кислота (H2SO4) 25 Хлорид натрия (NaCI) 83

Примчание. Удельноое сопротивление электролитов зависит от температуры и концентрации, т.е. от отношения массы растворенной кислоты, щелочи или соли к массе растворяющей воды. При указанной концентрации растворов увеличение температуры на 1 oС уменьшает удельное сопротивление раствора, взятого при 18 oС, на 0,012 гидроксида натрия, на 0,022 — для медного купороса, на 0,021 — для хлорида натрия, на 0,013 -для серной кислоты и на 0,003 — для 100 — процентной серной кислоты.

Удельное электрическое сопртивление жидкостей

Жидкость Удельное электрическое сопротивление, Ом м Жидкость Удельное электрическое сопротивление, Ом м
Ацетон 8,3 х 104 Расплавленные соли:
Вода дистилированна 103- 104 гидроксид калия (КОН; при t = 450 oC ) 3,6 х 10-3
Вода морская 0,3 гидроксид натрия (NaOH; при t = 320 oC) 4,8 х 10-3
Вода речная 10-100 хлорид натрия (NaCI; при t = 900 oC) 2,6 х 10-3
Воздух жидкий (при t = -196 oC) 1016 сода (Na2CO3x10H2O; при t = 900 oC) 4,5 х 10-3
Глицерин 1,6 х 105 Спирт 1,5 х 105
Керосин 1010
Нафталин расплавленный (при (при t = 82 oC) 2,5 х 107

Презентация на тему: Диэлектрическая проницаемость жидкостей

Диэлектрическая проницаемость жидкостей

+

+

+

+

IS

U

IS

IV

пит

+

IV – объемный сквозной ток

IS – поверхностный сквозной ток

I IV IS

G

I

G G

S

IV

IS

U

V

U

U

1

R ;

1

R

S

GV

V

GS

R

RVRS

; V ;

RVRS

S

дополнител

üíàÿ

характеристика

Особенности

Из-забольшого удельного сопротивления объемный ток очень мал и сравним со сквозным

После подачи постоянного напряжения ток со временем постепенно уменьшается

Ток утечки

IÑÊÂIVIS

Ток абсорбции – ловушечный ток (поглощение свободных носителей ловушками захвата)

При постоянном напряжении проходит только в периоды включения и выключения (меняя направление)

(H+, Na+). Например,NaCl MgO

èîí

ýë ; nèîí

nýë;

e

W

kT

n * q*

n *e *

èîí

ýë

t

0

èîí

ýë

n * q*

lnγ

Собственная

проводимость

Примесная

проводимость

совершенства кристалла

При увеличении концентрации примесей и дефектов т. А смещается влево.

Дрейф ионов происходит путем «перескока» с ловушки на ловушку,

разделенные

барьером

W;

вероятность перескока ~

e

W

kT

Ионная проводимость ↔ перенос вещества: «+» — ионы уходят к катоду, а «-»- ионы – к аноду ↔Электролиз

Закон Фарадея

m = k*I*t

(k – электрохимический эквивалент

вещества)

k

1

* A

А – атомная масса; n – валентность;

F

n

A/n – химический эквивалент

В кристаллах проводимостьнеодинакова по разным осям (например, у кристалла кварца ρ = 1012 Ом*м вдоль главной (оптической) оси и ρ > 2*1014 Ом*м перпендикулярно ей)

В аморфных телахпроводимость одинакова во всех направленияхи

зависит от состава материала и наличия примесей; для высокомолекулярных полимеров также зависит от степени полимеризации

Наличие поверхностной электропроводности

d2

d1

— +

Is

RS S * lnd2 2d1

Поверхностная электропроводность

Поверхностное сопротивление участка поверхности твердого диэлектрика между 2 параллельными друг другу кромками электродов длиной b, отстоящими друг от друга на расстояниеа

RS S* a

S RS* b

[ S ] Îì

b

a

Удельное поверхностное сопротивление – это сопротивление квадрата любого размера на поверхности диэлектрика, ток через который идет от одной стороны до противоположной (при a = b ρS = RS

)

Характер зависимости s диэлектриков от различных факторов

(температуры, влажности, величины приложенного напряжения) сходен с характером изменения . Однако при изменениях влажности окружающей среды значения s изменяются быстрее, чем .

Рост поверхностной проводимости для растворимых диэлектриков объясняется наличием на их поверхности ионов, а для пористых – влаги. Кроме того, s падает при загрязнении поверхности диэлектрика.

Электропроводность жидких диэлектриков

Причина

возникновения

Носители заряда

Влияющие

факторы

lnγ

В неполярных диэлектриках – наличие диссоциированных примесей, в т.ч. влаги

В полярных диэлектриках добавляется диссоциация молекул самой жидкости

Ионы или крупные заряженные коллоидные частицы

С увеличением Т степень диссоциации и

Температура

концентрация ионов возрастают

Wd

n *q * ( )A*e

n n0 * ekT

T

Wd

k

Полярные жидкости (дистиллированная

103 … 105

вода, ацетон, этиловый спирт)

1/T

Слабо полярные (касторовое масло)

ρ, Ом*м 108 … 1010

Неполярные (бензол, трансформаторное

1010 … 1014

масло)

Коллоидная система – это смесь двух веществ (фаз), причем 1 фаза в виде мелких частиц (капель, зерен, пылинок) равномерно взвешена в другой

Эмульсии (обе фазы

Суспензии (твердые

Аэрозоли (твердые и

жидкости)

частицы в жидкости)

жидкие частицы в газе)

Среда, в которой находятся мелкие частицы, — дисперсная (внешняя)среда (ДС) Сами частицы –дисперсная (внутренняя)фаза (ДФ)

Молион – частица ДФ, имеющая на поверхности электрический заряд→ проводимость в коллоидных системах называетсямолионной

Электрофорез → движение молионов во внешнем поле (новые вещества не образуются, меняется относительная концентрация ДФ в различных частях объема ДС

Электропроводность газов

Причина

Ионизация нейтральных

возникновения

молекул

Действие внешних факторов (рентгеновское, ультрафиолетовое, радиоактивное излучение, сильный нагрев)

Соударения заряженных частиц самого газа с молекулами (ударная ионизация)

Самостоятельная

Несамостоятельная

электропроводность

электропроводность

+

Исчезает после исчезновения

+

внешнего фактора

Ионизация

v * E; v* E

N количество

положитель ных

ионов

â 1 ì 3

N

количество

отрицатель ных

ионов

â 1 ì 3

N p

количество

ионов, рекомбинир ующих за 1 сек

N p

* N *N

( коэффициен

т рекомбинац ии)

Несамостоятель-

Самостоятельная

N N

N;

N p * N

2

N

N p

электропроводи-

ная электропро-

водимость

мость

J N * q*(v

v ) q*

N p

*( );

J * E

q *

N p

*( )

Создаваемые

ионы

Возникновение

частично рекомбинируют,

ударной

частично

нейтрализу-

ионизации

ются на электродах

Все ионы разряжаются на

Ен

= 0,6 В/м;

Еи

= 105 …106 В/м

электродах без рекомбинации

(10 мм)

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.