Диэлектрическая проницаемость жидкостей

Электричество

Диэлектрическая проницаемость жидкостей

Примечание. Дробные значения вводите через точку.

ВеществоԑВеществоԑ
Газы и водяной парЖидкости
Азот1,0058Глицерин43
Водород1,00026Кислород жидкий (при t = -192,4 oC )1,5
Воздух1,00057Масло трансформаторное2,2
Вакуум1,00000Спирт26
Водянной пар (при t=100 oC)1,006Эфир4,3
Гелий1,00007Твердые тела
Кислород1,00055Алмаз5,7
Углекислый газ1,00099Бумага парафинированная2,2
ЖидкостиДерево сухое2,2-3,7
Азот жидкий (при t = -198,4 oC)1,4Лед (при t = -10 oC)70
Бензин1,9-2,0Парафин1,9-2,2
Вода81Резина3,0-6,0
Водород (при  t= – 252,9 oC)1,2Слюда5,7-7,2
Гелий жидкий (при  t = – 269 oC)1,05Стекло6,0-10,0
Титанат бария1200
Фарфор4,4-6,8
Янтарь2,8

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

Магнитная проницаемость вещества

ПарамагнитикиμДиамагнетикиμ
Алюминий1,000023Висмут0,999824
Воздух1,00000038Вода0,999991
Вольфрам1,000176Водород0,999999937
Кислород1,0000019Медь0,999990
Кислород жидкий1,003400Стекло0,999987

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 мягкое8000Пермаллой-681250 000
Кобальт175Чугун600-800
Никель1100

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

Температура Кюри

ВеществоТемпература Кюри, oСВеществоТемпература Кюри, oС
Железо770Сульфид хрома30
Кобальт1331Гадолиний20
Никель358Тербий-50
Сплав никеля (70%) и меди (30%)67Диспрозий-186

Удельное электрическое сопротивление материалов

ПроводникмкОм мПроводникмкОм м
Алюминий0,028Никель0,073
Вольфрам0,055Олово0,12
Графит13Платина0,10
Дуралюмин0,033Ртуть0,96
Железо0,10Свинец0,21
Золото0,024Серебро0,016
Латунь0,07-0,08Сталь0,10-0,14
Магний0,045Цинк0,061
Медь0,017Чугун0,5-0,8

Сплавы высокого сопротивления

Название сплаваУдельное электрическое сопротивление мкОМ мСостав сплава, %
МедьНикельМарганецДругие элементы
Константан0,5054451
Копель0,4756,5430,05
Манганин0,43> 852-412
Нейзильбер0,3651520 Zn
Никелин0,468,5301,5
Нихром1,1> 60< 430 < Cr ост. Fe
Фехраль1,312-15 Cr 3-4 Al 80 < Fe

Температурные коэффициенты электрического сопротивления проводников

Проводник10-3 oC-1Проводник10-3 oC-1
Алюминий4,2Никель6,5
Вольфрам5Нихром0,1
Железо6Олово4,4
Золото4Платина3,9
Константан0,05Ртуть1,0
Латунь0,1-0,4Свинец3,7
Магний3,9Серебро4,1
Манганин0,01Сталь1-4
Медь4,3Фехраль0,1
Нейзильбер0,25Цинк4,2
Никелин0,1Чугун1,0

Сверхпроводимость проводников

МеталлТемпература переходаМеталлТемпература перехода
КК
Алюминий-272,01,2Свинец-266,07,2
Ванадий-267,95,3Таллий-269,83,4
Молибден-272,30,9Тантал-268,74,5
Ниобий-264,09,2Уран-272,40,8
Олово-269,53,7Цинк-272,30,9
    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

ВеществоСтеклоТемпература, oСУдельное сопротивление
Ом мОм мм2/м
Полупроводники
Антимонид индия175,8 х 10-558
Бор271,7 х 1041,7 х 1010
Германий270,474,7 х 105
Кремний272,3 х 1032,3 х 109
Cеленид свинца (II) (PbSe)209,1 х 10-69,1
Сульфид свинца (II) (PbS)201,7 х 10-50,17
Диэлектрики
Вода дистиллированная20103-104109-1010
Воздух01015-10181021-1024
Воск пчелиный2010131019
Древесина сухая20109-10101015-1016
Кварц2301091015
Масло трансформаторное201011-10131016-1019
Парафин2010141020
Резина201011-10121017-1018
Слюда201011-10151017-1021
Стекло20109-10131015-1019

Электрическое свойства пластмасс

Название пластмассыДиэлектрическая проницаемостьУдельное электрическое сопротивление, Ом м
Гетинакс4,5-8,0109-1012
Капрон3,6-5,01010-1011
Лавсан3,0-3,51014-1016
Органическое стекло3,5-3,91011-1013
Пенопласт1,0-1,3≈ 1011
Полистирол2,4-2,61013-1015
Полихлорвинил3,2-4,01010-1012
Полиэтилен2,2-2,4≈ 1015
Стеклотекстолит4,0-5,51011-1012
Текстолит6,0-8,0107-1019
Целлулоид4,1109
Эбонит2,7-3,51012-1014

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

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

ЖидкостьУдельное электрическое сопротивление, Ом мЖидкостьУдельное электрическое сопротивление, Ом м
Ацетон8,3 х 104Расплавленные соли:
Вода дистилированна103- 104гидроксид калия (КОН; при t = 450 oC )3,6 х 10-3
Вода морская0,3гидроксид натрия (NaOH; при t = 320 oC)4,8 х 10-3
Вода речная10-100хлорид натрия (NaCI; при t = 900 oC)2,6 х 10-3
Воздух жидкий (при t = -196 oC)1016сода (Na2CO3x10H2O; при t = 900 oC)4,5 х 10-3
Глицерин1,6 х 105Спирт1,5 х 105
Керосин1010
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.