Физико-химические свойства и характеристики материалов

Физико-химические характеристики позволяют оценить стойкость материалов при воздействии агрессивной среды (вода, масло, соль, щелочь, кислота, газ, топливо) во время эксплуатации.

Физико-химические характеристики твёрдых материалов.

1. Водопоглащаемость – это свойство материала впитывать воду.

При определении водопоглащения образец выдерживают в дистиллированной воде в течение 24 часов, в процессе контролируют электрические характеристики (сопротивление, тангенс диэлектрических потерь, пробивное напряжение и др.).

Водопоглощение образца

где m –масса образца материала в высушенном состоянии, г;

m_t – масса образца материала после выдержки в течение времени t, г.

2. Влагопоглащаемость (гигроскопичность) – это свойство материала впитывать влагу из окружающей среды (влажного воздуха).

Определяют по изменению таких же характеристик в процессе выдержки в воздухе повышенной влажности (относительной влажностью 96-98 %).

Чем больше W, тем больше воды впитает материал, это важно для диэлектриков, т.к. он потеряет электроизоляционные свойства и станет проводником.

3. Химостойкость (коррозийная стойкость) – это свойство материала не разрушаться при контакте с химически активными веществами (водой, кислотами, щелочами, солевыми растворами, маслами, топливом, газами и т.д.).

При определении химостойкости образец длительное время выдерживают в условиях близких к эксплуатационным, после чего определяют изменение его внешнего вида, массы, электрических и других характеристик.

Резина окисляется от меди. В нефтяных маслах при эксплуатации происходит коррозия погруженных в них металлов, изоляции и масло стареет.

4. Тропикостойкость – это свойство материала не разрушаться в условиях тропического климата (высокая температура, резкое изменение температуры, высокая влажность, солнечная радиация, плесневые грибки, насекомые и грызуны, воздух, содержащий соли и пыль).

Определяют по изменению таких же параметров под воздействием тропических климатических факторов (специальных испытаний).

Физико-химические характеристики жидких материалов.

1. Кислотное число – это количество миллиграммов едкого калия (гидроксид калия КОН), необходимого для нейтрализации всех свободных кислот, содержащихся в 1 граммов испытуемого материала (мгКОН/г).

Чем выше кислотное число, тем больше свободных кислот в материале, а значит, выше его проводимость, т.к. под действием электрического напряжения кислоты легко распадаются на ионы, что важно для жидких диэлектриков. Кроме того, кислоты могут разрушать электроизоляционные волокнистые материалы (бумагу, хлопчатобумажную обмотку), с которыми соприкасается жидкий диэлектрик.

В нефтяных маслах при эксплуатации происходит коррозия погруженных в них металлов и изоляции, в процессе которой образуются кислоты (масло стареет), так же кислоты содержатся в плохо очищенных маслах.

2. Вязкость – это коэффициент внутреннего трения при относительном перемещении частиц материала (м²/с).

Чем меньше вязкость, тем большую подвижность имеют частицы материала, и жидкость обладает хорошей текучестью, это важно для пропиточных электроизоляционных составов (лаков, компаундов), тем глубже проникают их частицы в поры волокнистой изоляции.

Вязкость всех жидкостей уменьшается с ростом температуры, это объясняется уменьшением сил взаимосвязи между частицами жидкости.

Проводники и диэлектрики

Проводники

К проводникам относятся все металлы и их сплавы, а также электротехнический уголь(каменный уголь, графит, сажа, смола и т.д.)
К жидким проводникам относятся:вода, раствор солей, кислот и щелочей.
К газообразным относятся ионизированные газы.
Электрический ток в твердых проводниках-это направленное движение свободных электронов под действием ЭДС.
ЭДС-электронно-движущая сила.

Свойства проводников:

1. Электрические
   • Удельное сопротивление веществ от которого зависит электропроводимость
   • Сверхпроводимость-это свойство некоторых материалов при температуре равной 101(-273) проводить эл.ток без препятствий, т.е. удельное сопротивление этих материалов равно нулю
2. Физические
   • плотность
   • температура плавления
3. Механические
   • Прочность на изгиб, растяжение и т.д., а также способность обрабатываться на станках
4. Химические
   • Свойства взаимодействовать с окружающей или противостоять коррозии
   • Свойства соединятся при помощи пайки, сварки

Диэлектрики

Не пропускают электрический ток.Диэлектрики обладают высоким удельным сопротивлением.Используются для защиты проводника от влаги, механических повреждений, пыли.

Диэлектрики бывают

• твердые-все неметаллы;
• жидкие-масла, синтетические жидкости СОВОЛ, СОВТОЛ
• газообразные-все газы:воздух, кислород, азот и т.д.

Свойства диэлектриков:

1. Электрические свойства
   • Электрический пробой-устанавление большого тока, под действием высокого электрического напряжения к электроиоляционному материалу определенной толщины.
   • Электрическая прочность-это величина, равная напряжению, при котором может быть пробит электроизоляционному материал толщиной в единицу длины.
2. Физико-химические свойства
   • Нагревостойкость-это способность диэлектрика длительно выдерживать заданную рабочую температуру без заметного изменения своих электроизоляционных качеств.
   • Холодостойкость-способность материала переносить резкие перепады температуры, от +120, до — 120
   • Смачиваемость-способность материала отторгать влагу, испытания проводятся в климатических камерах, типа ELKA, где изделие подвергается увлажнению, создается ТУМАН и мгновенный перепад температуры-СУШКА, и так несколько циклов!
3. Химические
   • Должны противостоять активной(агрессивной) среде
   • Способность склеиваться
   • Растворение в лаках и растворителях, склеиваться
4. Механические
   • Защита металлических проводников от коррозии
   • Радиационная стойкость
   • Вязкость(для жидких диэлектриков)
   • Вязкость-время истечения жидкости из сосуда, имеющего определенную форму и отверстие
   • Предел прочности, твердости
   • Обработка инструментом

Читайте также:

Классификация проводниковых материалов

1. По агрегатному состоянию.

   1. Газообразные.

Газы при низких значения напряжённости электрического поля не являются проводниками. При высоких значениях напряжённости электрического поля, начинается ударная ионизация – носители заряда электроны и ионы. При сильной ионизации и равенстве в единице объеме электронной и ионов – плазма.

Применение: газоразрядные приборы.

2. Жидкие.

а) Электролиты (водные растворы кислот, щёлочей, солей) – носители заряда ионы вещества, при этом состав электролита постепенно изменяется, и на электродах выделяются продукты электролиза.

Применение: электролитические конденсаторы, покрытие металлов слоем другого металла (гальваностегия), получение копий с предметов (гальванопластика), очистка металлов (рафинирование).

б) Расплавленные металлы (имеют высокую температуру, ртуть Hg t_плавHg=-39 ⁰С и галлий Ga t_плавGa=29,7 ⁰С) – носители заряда электроны.

Применение: в литейном производстве, ртутные лампы, галлий в полупроводниковой технике (легирующий элемент для германия), низкотемпературные припои.

3. Твёрдые.

Металлы и сплавы – носители заряда электроны.

Применение:

токопроводящие части электрических машин, аппаратов и сетей.

2. По удельному электрическому сопротивлению.

   1. Высокой проводимости (ρ≤0,05 мкОм∙м).

а) Серебро Ag.

Применение: контакты, электроды конденсаторов, радиочастотные кабели.

б) Медь Cu.

Применение: жилы проводов и кабелей.

в) Золото Au.

Применение: контакты, электроды, фотоэлементы.

г) Алюминий Al.

Применение: провода для ЛЭП, жилы проводов и кабелей.

д) Железо Fe.

Применение: провода ЛЭП не большой мощности.

е) Металлический натрий Na.

Применение: провода и кабели в полиэтиленовой оболочке.

2. Высокого сопротивления (ρ≥0,3 мкОм∙м).

а) Манганин сплав Cu – Mn – Ni.

Применение: образцовые резисторы.

б) Константан сплав Cu – Ni – Mn.

Применение: реостаты и электронагревательные приборы.

в) Сплавы на основе железа (нихромы Fe – Ni – Cr, фехрали Fe – Cr – Al).

Применение: электронагревательные элементы.

3. Сверхпроводники (ρ=0) при температурах близких к абсолютному нулю по шкале Кельвина -273,15 ⁰С.

Алюминий Al, олово Sn, свинец Pb.

4. Криопроводники (ρ≈0) при температурах ниже -173 ⁰С, но не переходя в сверхпроводящее состоянии.

Алюминий Al, медь Cu, бериллий Be.

Применение: провода ЛЭП большой мощности, жилы кабелей, электрические машины, трансформаторы.

Электропроводность проводниковых материалов Электропроводность твёрдых проводников.

Металлы и сплавы являются кристаллическими телами. Кристаллическое строение характеризуется закономерным (упорядоченным) расположением атомов в пространстве, связанных с соседними при помощи валентных электронов, которые могут перемещать. Если соединить атомы линиями, то получиться пространственная кристаллическая решётка.

Электроны в металле, при отсутствии внешнего электрического поля, совершают хаотическое движение, а ионы в узлах кристаллической решётки совершают тепловые колебания. Под действием внешнего электрического поля электроны приобретают направленное движение, причём энергия, которую электрическое поле затрачивает на перемещение электронов, переходит в запас самих электронов. Когда на пути электронов оказывается ион, происходит столкновение, это и естьсопротивление проводника. Во время столкновений электроны отдают энергию ионам и начинают новый разбег и т.д. Ион, получив от электрона энергию, начинает колебаться с большей амплитудой, поэтому увеличивается температура проводника.

Удельная проводимость металлов и сплавов

где q – заряд электрона;

n – число электронов в единице объёма;

µ – подвижность электрона;

λ – средняя длина свободного пробега электрона между двумя соударениями с узлами решётки;

m – масса электрона;

υ_т – средняя скорость теплового движения свободного электрона.

Основные характеристики проводников

Дата публикации: 14 января 2015.
Категория: Электротехника.

Основными характеристиками проводниковых материалов являются:

1. Удельное электрическое сопротивление;
2. Температурный коэффициент сопротивления;
3. Теплопроводность;
4. Контактная разность потенциалов и термоэлектродвижущая сила;
5. Временное сопротивление разрыву и относительное удлинение при растяжении.

Удельное электрическое сопротивление

ρ – величина, характеризующая способность материала оказывать сопротивление электрическому току. Удельное сопротивление выражается формулой:

Для длинных проводников (проводов, шнуров, жил кабелей, шин) длину проводника l обычно выражают в метрах, площадь поперечного сечения S – в мм², сопротивление проводника r – в Ом, тогда размерность удельного сопротивления

Данные удельных сопротивлений различных металлических проводников приведены в статье «Электрическое сопротивление и проводимость».

Температурный коэффициент сопротивления

α – величина, характеризующая изменение сопротивления проводника в зависимости от температуры.
Средняя величина температурного коэффициента сопротивления в интервале температур t₂° — t₁° может быть найдена по формуле:

Данные температурных коэффициентов сопротивления различных проводниковых материалов приведены ниже в таблице.

Значение температурных коэффициентов сопротивления металлов

Наименование металла	Температурный коэффициент сопротивления, 1/°С
Алюминий Альдрей Бронза Вольфрам Золото Латунь Медь Молибден Никель Олово Платина Ртуть Сталь Серебро Свинец Цинк Чугун	0,00403 – 0,00429 0,0036 – 0,0038 0,004 0,004 – 0,005 0,0036 0,002 0,004 0,0047 – 0,005 0,006 0,0043 – 0,0044 0,0025 – 0,0039 0,009 0,0057 – 0,006 0,0034 – 0,0036 0,0038 – 0,004 0,0039 – 0,0041 0,0009 – 0,001

Теплопроводность

λ – величина, характеризующая количество тепла, проходящее в единицу времени через слой вещества. Размерность теплопроводности

Теплопроводность имеет большое значение при тепловых расчетах машин, аппаратов, кабелей и других электротехнических устройств.

Значение теплопроводности λ для некоторых материалов

Серебро Медь Алюминий Латунь Железо, сталь Бронза Бетон Кирпич Стекло Асбест Дерево Пробка

350 – 360 340 180 – 200 90 – 100 40 – 50 30 – 40 0,7 – 1,2 0,5 – 1,2 0,6 – 0,9 0,13 – 0,18 0,1 – 0,15 0,04 – 0,08

Из приведенных данных видно, что наибольшей теплопроводностью обладают металлы. У неметаллических материалов теплопроводность значительно ниже. Она достигает особенно низких значений у пористых материалов, которые применяю специально для тепловой изоляции. Согласно электронной теории высокая теплопроводность металлов обусловлена теми же электронами проводимости, что и электропроводность.

Контактная разность потенциалов и термоэлектродвижущая сила

Как было указано в статье «Металлические проводники», положительные ионы металла расположены в узлах кристаллической решетки, образующей как бы ее каркас. Свободные электроны заполняют решетку наподобие газа, который называют иногда «электронным газом». Давление электронного газа в металле пропорционально абсолютной температуре и числу свободных электронов в единице объема, которое зависит от свойств металла. При соприкосновении двух разнородных металлов в месте соприкосновения происходит выравнивание давления электронного газа. В результате диффузии электронов металл, у которого число электронов уменьшается, заряжается положительно, а металл, у которого число электронов увеличивается, заряжается отрицательно. В месте контакта возникает разность потенциалов. Эта разность пропорциональна разности температур металлов и зависит от их вида. В замкнутой цепи возникает термоэлектрический ток. Электродвижущая сила (ЭДС), которая создает этот ток, называется термоэлектродвижущей силой (термо-ЭДС).

Явление контактной разности потенциалов применяется в технике для измерения температуры при помощи термопар. При измерении малых токов и напряжений в цепи в местах соединения различных металлов может возникнуть большая разность потенциалов, которая будет искажать результаты измерений. В этом случае необходимо подобрать материалы так, чтобы точность измерений была высокой.

Временное сопротивление разрыву и относительное удлинение при растяжении

При выборе проводов, помимо сечения, материала проводов, изоляции необходимо учитывать их механическую прочность. Особенно это касается проводов воздушных линий электропередач. Провода испытывают растяжение. Под действием силы, приложенной к материалу, последний удлиняется. Если обозначить первоначальную длину l₁, а конечную длину l₂, то разность l₁ – l₂ = Δl будет абсолютным удлинением.

Отношение

называется относительным удлинением.

Сила, производящая разрыв материала, называется разрушающей нагрузкой, а отношение этой нагрузки к площади поперечного сечения материала в момент разрушения называется временным сопротивлением на разрыв и обозначается

Данные временных сопротивлений на разрыв для различных материалов приведены ниже.

Значение предела прочности на разрыв для различных металлов

Наименование металла	Предел прочности на разрыв, кг/мм²
Алюминий Альдрей Бронза Вольфрам Золото Латунь Медь Молибден Никель Олово Платина Ртуть Сталь Серебро Свинец Цинк Чугун	8 – 25 30 – 38 31 – 135 100 – 300 – 30 – 70 27 – 44,9 80 – 250 40 – 70 2 – 5 15 – 35 – 70 – 75 15 – 30 0,95 – 2,0 14 – 29 12 – 32

Источник: Кузнецов М. И., «Основы электротехники» — 9-е издание, исправленное — Москва: Высшая школа, 1964 — 560с.

Мир современных материалов — Физические свойства проводников

Подробности

Опубликовано: 14 марта 2014 14 марта 2014

Просмотров: 3240 3240

 Физические свойства металлов

 

Металл	Символ	Атомный номер	Плотность, Мг∙м-3	Температура плавления, 0С	с, Дж/(кг∙К)	λ, Вт/(м∙К)	α∙106, К-1	Число Бриннеля	Е, ГПА	ρ, мкОм∙м	αρ∙103, К-1	Работа выхода, эВ	S, мкВ∙К-1	Тк, К	Магнитные свойства	Символ
Алюминий	Аl	13	2,7	660	923	218	21,0	25	70,8	0,026	4,1	4,25	-1,3	1,20	П	Al
Барий	Ва	56	3,75	710	285	—	19,0	4,2	12,6	0,50	3,6	2,49	—	—	П	Ba
Бериллий	Be	4	1,84	1280	1800	184	12,0	61	287	0,041	6,6	3,92	-3,0	0,03	Д	Be
Ванадий	V	23	6,11	1900	503	31	8,3	64	147	0,248	3,6	4,12	+0,9	5,13	П	V
Висмут	Bi	83	9,80	271	126	8,4	13,3	9,6	34,1	1,16	4,2	4,4	-75,0	—	Д	Bi
Вольфрам	W	74	19,3	3400	142	167	4,4	262	407	0,055	5,0	4,54	+2,0	0,01	П	W
Гадолиний	Gd	64	7,89	1310	—	8,8	9,7	—	56,2	1,40	1,8	3,07	-1,0	—	Ф18	Gd
Галлий	Ga	31	5,92	30	336	29,3	18,1	6,1	—	0,136	3,9	3,96	+1,0	1,09	Д	Ga
Гафний	Hf	72	13,29	2220	138	22,0	5,9	173	78,3	0,351	3,8	3,53	+6,0	0,35	П	Hf
Железо	be	26	7,87	1540	453	73,3	10,7	50	211	0,097	6,2	4,31	+16,6	—	Ф769	Fe
Золото	Au	79	19,30	1063	134	312	14,0	18	77,5	0,0225	3,9	4,3	+1,5	—	Д	Au
Индий	In	49	7,30	156	239	72	28,4	0,9	10,5	0,090	4,9	3,8	+1,0	3,41	Д	In
Иридий	Ir	77	22,4	2410	130	146	6,5	170	528	0,054	4,1	4,7	+1,0	0,14	П	Ir
Иттрий	Y	39	4,47	1525	310	14,6	9,3	60	66,4	0,650	3,6	3,3	+0,6	—	П	Y
Кадмий	Cd	48	8,65	321	231	92,8	29,0	21	62,3	0,074	4,2	4,10	+2,1	0,52	Д	Cd
Калий	К	19	0,86	63	754	97,0	83,3	0,04	—	0,065	5,8	2,22	-12	—	П	К
Кальций	Ca	20	1,53	851	650	98	18,5	17	19,6	0,04	4,0	2,8	—	—	П	Ca
Кобальт	Co	27	8,85	1500	445	69,5	13,5	102	209	0,064	6,0	4,41	-20,1	—	Ф1120	Co
Лантан	La	57	6,18	920	188	13,8	5,2	37	39	0,568	2,2	3,3	+2,0	4,9	П	La
Литий	Li	3	0,53	180	3285	71	56	—	4,9	0,086	4,5	2,39	+12,2	—	П	Li
Магний	Mg	12	1,74	651	1040	170	27	30	44,3	0,045	4,0	3,64	+4,5	—	П	Mg
Марганец	Mn	25	7,44	1244	477

Физические свойства проводников: — Студопедия.Нет

— Плотность;

— Температура плавления;

 — Механические:

Прочность на изгиб, растяжение и т.д., а также способность обрабатываться на станках

— Химические:

Свойства взаимодействовать с окружающей или противостоять коррозии

Свойства соединятся при помощи пайки, сварки.

 

Диэлектрики

Не пропускают электрический ток. Диэлектрики обладают высоким удельным сопротивлением. Используются для защиты проводника от влаги, механических повреждений, пыли.

Диэлектрики бывают:

 

Твердые — все неметаллы;

Жидкие — масла, синтетические жидкости СОВОЛ, СОВТОЛ

Газообразные — все газы :воздух, кислород, азот и т.д.

Полупроводники

 

Полупроводниковые,  (германий, селен, кремний).

Это вещества, которые кроме электронной проводимости, имеют «дырочную» проводимость, которая в большой степени зависит от наличия внешних факторов: света, температуры, электрического или магнитного поля. Эти вещества имеют ковалентную связь (- это химическая связь между двумя электронами соседних атомов на одной орбите). Ковалентная связь очень непрочная.  При наличии внешнего фактора она  разрушается, и появляются свободные электроны (электронная проводимость).

В момент образования свободного электрона,  в ковалентной связи появляется свободный город  — «электрона дыра» (эквивалентная протона), которая притягивает к себе электрон из соседнего ковалентной связи. Но тогда образуется новая «дыра»,  которая вновь притягивает к себе электрон из соседнего ковалентной связи и так далее. Т.е. под действием электрического поля перемещаются «дыры» в направлении поля (навстречу электронам) — движение протонов. Таким образом, при электронной проводимости — электрон проходит весь путь, а при «дырочной» — электроны поочередно замещаются по связям, каждый электрон проходит долю пути. При нарушении связей в полупроводниках одновременно возникает одинаковое количество электронов и «дырок». То есть, проводимость состоит из электронной и «дырочной» и называется собственной проводимостью полупроводника. Свойства полупроводников возможно изменить, если в них внести примеси других веществ. Тем самым увеличить ту или иную проводимость. Это используется в промышленной электронике: диоды, транзисторы, тиристоры. Используют, как усилители, выпрямители, электронные генераторы, стабилизаторы и тому подобное. Их преимущества: малая потеря энергии, стоимость, размер и масса, простота эксплуатации, большой срок работы.

 

Недостаток: зависимость проводимости от температуры.

 

Свойства диэлектриков:

Электрические свойства

 

Электрический пробой — установление большого тока, под действием высокого электрического напряжения к электроизоляционному материалу определенной толщины.

Электрическая  прочность-это величина, равная напряжению, при котором может быть пробит электроизоляционному материал толщиной в единицу длины.

 

Физико-химические свойства

 

Нагревостойкость -это способность диэлектрика длительно выдерживать заданную рабочую температуру без заметного изменения своих электроизоляционных качеств.

Холодостойкость-способность материала переносить резкие перепады температуры, от +120, до — 120

Смачиваемость — способность материала отторгать влагу, испытания проводятся в климатических камерах, типа ELKA, где изделие подвергается увлажнению, создается ТУМАН и мгновенный перепад температуры-СУШКА, и так несколько циклов!

 

Химические

Должны противостоять активной(агрессивной) среде

Способность склеиваться

Растворение в лаках и растворителях, склеиваться

Механические

Защита металлических проводников от коррозии

Радиационная стойкость

Вязкость(для жидких диэлектриков)

Вязкость-время истечения жидкости из сосуда, имеющего определенную форму и отверстие

Предел прочности, твердости

Обработка инструментом

Диэлектрики (или электроизоляционные вещества).

 

Вещества с очень малой электропроводностью (газы, резиновые вещества, минеральные масла и т.п.). В этих веществах электроны очень сильно связаны с ядрами атомов и под действием электрического поля редко отделяются от ядер. Т.е. диэлектрики не проводят электрический ток. Это их свойство используют при производстве электрозащитных средств: диэлектрические перчатки, обувь, коврики, изолирующие подставки, накладки, колпаки, изоляторы на электрооборудовании и т.п..

Диэлектрики могут быть: твердые, газообразные, жидкости.

 

1. Проводники. Физические явления, свойства, состав, классификация, области применения.

Билет 1

Проводниками электрического тока могут служить твердые тела, жидкости, а при соответствующих условиях и газы.

Твердыми проводниками являются металлы, металлические сплавы и некоторые модификации углерода.

К металлам относят пластичные вещества с характерным для них блеском, которые хорошо проводят электрический ток и теплоту. Среди материалов электронной техники металлы занимают одно из важнейших мест.

К жидким проводникам относятся расплавленные металлы и различные электролиты. Как правило, температура плавления металлов высока, за исключением ртути, у которой она составляет —39°С. Поэтому при нормальной температуре в качестве жидкого металлического проводника может быть применена только ртуть. Температуру плавления, близкую к нормальной (29,8°С), имеет еще галлий. Другие металлы являются жидкими проводниками лишь при повышенных или высоких температурах.

Механизм прохождения тока по металлам в твердом и жидком состояниях обусловлен движением свободных электронов, вследствие чего их называют проводниками с электронной электропроводностью или проводниками первого рода.

Электролитами, или проводниками второго рода, являются растворы (в основном водные) кислот, щелочей и солей, а также расплавы ионных соединений. Прохождение тока через такие проводники связано с переносом вместе с электрическими зарядами частей молекул (ионов), в результате чего состав электролита постепенно изменяется, а на электродах выделяются продукты электролиза.

Все газы и пары, в том числе и пары металлов, при низких напряженностях электрического поля не являются проводниками. Однако, если напряженность поля выше некоторого критического значения, обеспечивающего начало ударной и фотоионизации, то газ может стать проводником, обладающим электронной и ионной электропроводностями. Сильно ионизированный газ при равенстве числа электронов и положительных ионов в единице объема представляет собой особую равновесную проводящую среду, называемую плазмой.

30. Схема включения каскада с общим эмиттером.

Билет 2

2. Диэлектрики. Физические явления, свойства, состав, классификация, области применения.

Диэлектрик (изолятор) — вещество, плохо проводящее или совсем не проводящее электрический ток. Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 10⁸ см^-3. Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле. Физическим параметром, который характеризует диэлектрик, является диэлектрическая проницаемость. К диэлектрикам относятся воздух и другие газы, стекло, различные смолы, пластмассы непременно сухие. Химически чистая вода также является диэлектриком. При применении диэлектриков довольно четко определилась необходимость использования как пассивных, так и активных свойств этих материалов. Пассивные свойства диэлектрических материалов используются, когда их применяют в качестве электроизоляционных материалов и диэлектриков конденсаторов обычных типов. Электроизоляционными материалами называют диэлектрики, которые не допускают утечки электрических зарядов, то есть с их помощью отделяют электрические цепи друг от друга или токоведущие части устройств. В этих случаях диэлектрическая проницаемость материала не играет особой роли или она должна быть возможно меньшей, чтобы не вносить в схемы паразитных емкостей. Если материал используется в качестве диэлектрика конденсатора определенной емкости и наименьших размеров, то при прочих равных условиях желательно, чтобы этот материал имел большую диэлектрическую проницаемость. Активными (управляемыми) диэлектриками являются сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики, электролюминофоры, материалы для излучателей и затворов в лазерной технике, электреты и др.

31. Схема включения каскада с общей базой.

Билет 3

3. Полупроводники. Физические явления, свойства, состав, классификация, области применения

Полупроводники — вещества, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличаются от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и различных видов излучения. В зависимости от того, отдаёт ли атом примеси электрон или захватывает его, примесные атомы называют донорными или акцепторными.

32. Схема включения каскада с общим колектором.

Билет 4

4. =Образование и свойства p-n перехода. Электрический ток через контакт полупроводника -р и n- типа. контактные явления.

Ввиду неравномерной концентрации на границе раздела p и n полупроводника возникает диффузионный ток, за счёт которого электроны из n-области переходят в p-область, а на их месте остаются некомпенсированные заряды положительных ионов донорной примеси. Электроны, приходящие в p-область, рекомбинируют с дырками, и возникают некомпенсированные заряды отрицательных ионов акцепторной примеси. Ширина p-n перехода – десятые доли микрона. На границе раздела возникает внутреннее электрическое поле p-n перехода, которое будет тормозящим для основных носителей заряда и будет их отбрасывать от границы раздела.