Диэлектрическая проницаемость жидкостей
Электричество

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 | ||
| oС | К | oС | 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.
- Сверхпроводимость обнаружена у более чем 25 металлических элементов и у большого числа сплавов и соединений.
- 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

|
— |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
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) |

