Свойства диэлектриков и проводников: Проектируем электрику вместе: Проводники и диэлектрики. Полупроводники

Содержание

Проектируем электрику вместе: Проводники и диэлектрики. Полупроводники

Сопротивление проводников. Проводимость. Диэлектрики. Применение проводников и изоляторов. Полупроводники.

Физические вещества многообразны по своим электрическим свойствам. Наиболее обширные классы вещества составляют проводники и диэлектрики.

Проводники

Основная особенность проводников – наличие свободных носителей зарядов, которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему вещества.
Как правило, к таким веществам относятся растворы солей, расплавы, вода (кроме дистиллированной), влажная почва, тело человека и, конечно же, металлы.

Металлы считаются наиболее хорошими проводниками электрического заряда.
Есть также очень хорошие проводники, которые не являются металлами.
Среди таких проводников лучшим примером является углерод.

Все проводники обладают такими свойствами, как сопротивление
и проводимость. Ввиду того, что электрические заряды, сталкиваясь с атомами или ионами вещества, преодолевают некоторое сопротивление своему движению в электрическом поле, принято говорить, что проводники обладают электрическим сопротивлением (R).
Величина, обратная сопротивлению, называется проводимостью (G).

G = 1/ R

То есть, проводимостьэто свойство или способность проводника проводить электрический ток.
Нужно понимать, что хорошие проводники представляют собой очень малое сопротивление потоку электрических зарядов и, соответственно,

имеют высокую проводимость. Чем лучше проводник, тем больше его проводимость. Например, проводник из меди имеет большую проводимость, чем проводник из алюминия, а проводимость серебряного проводника выше, чем такого же проводника из меди.

Диэлектрики

В отличие от проводников, в диэлектриках при низких температурах нет свободных электрических зарядов. Они состоят из нейтральных атомов или молекул. Заряженные частицы в нейтральном атоме связаны друг с другом и не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика.

К диэлектрикам относятся, в первую очередь, газы, которые проводят электрические заряды очень плохо. А также стекло, фарфор, керамика, резина, картон, сухая древесина, различные пластмассы и смолы.

Предметы, изготовленные из диэлектриков, называют изоляторами. Надо отметить, что диэлектрические свойства изоляторов во многом зависят от состояния окружающей среды. Так, в условиях повышенной влажности (вода является хорошим проводником) некоторые диэлектрики могут частично терять свои диэлектрические свойства.

О применении проводников и изоляторов

Как проводники, так и изоляторы
широко применяются в технике для решения различных технических задач.

К примеру, все электрические провода в доме выполнены из металла (чаще всего медь или алюминий). А оболочка этих проводов или вилка, которая включается в розетку, обязательно выполняются из различных полимеров, которые являются хорошими изоляторами и не пропускают электрические заряды.

Нужно отметить, что понятия «проводник» или «изолятор» не отражают качественных характеристик: характеристики этих материалов в действительности находятся в широком диапазоне – от очень хорошего до очень плохого.

Серебро, золото, платина являются очень хорошими проводниками, но это дорогие металлы, поэтому они используются только там, где цена менее важна по сравнению с функцией изделия (космос, оборонка).
Медь и алюминий также являются хорошими проводниками и в то же время недорогими, что и предопределило их повсеместное применение.
Вольфрам и молибден, напротив,  являются плохими проводниками и по этой причине не могут использоваться в электрических схемах (будут нарушать работу схемы), но высокое сопротивление этих металлов в сочетании с тугоплавкостью предопределило их применение в лампах накаливания и высокотемпературных нагревательных элементах.

Изоляторы также есть очень хорошие, просто хорошие  и плохие. Связано это с  тем, что в реальных диэлектриках также есть свободные электроны, хотя их очень мало. Появление свободных зарядов даже в изоляторах обусловлено тепловыми колебаниями электронов: под воздействием высокой температуры некоторым электронам все-таки удается оторваться от ядра и изоляционные свойства диэлектрика при этом ухудшаются. В некоторых диэлектриках свободных электронов больше и качество изоляции у них, соответственно, хуже. Достаточно сравнить, например, керамику и картон.

Самым лучшим изолятором является идеальный вакуум, но он практически не достижим на Земле. Абсолютно чистая вода также будет отличным изолятором, но кто-нибудь видел ее в реальности? А вода с наличием каких-либо примесей уже является достаточно хорошим проводником.

Критерием качества изолятора является соответствие его функциям, которые он должен выполнять в данной схеме. Если диэлектрические свойства материала таковы, что любая утечка через него ничтожно мала (не влияет на работу схемы), то такой материал считается хорошим изолятором.
 
Полупроводники

Существуют вещества, которые по своей проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками.
Такие вещества называют
полупроводниками.
Они отличаются от проводников сильной зависимостью проводимости электрических зарядов от температуры, а также от концентрации примесей и могут иметь свойства, как проводников, так и диэлектриков.

В отличие от металлических проводников, у которых с ростом температуры проводимость уменьшается, у полупроводников проводимость растет  с увеличением температуры, а сопротивление, как величина обратная проводимости — уменьшается.

При низких температурах сопротивление полупроводников, как видно из  рис. 1, стремится к бесконечности.
Это значит, что при температуре абсолютного нуля полупроводник не имеет свободных носителей в зоне проводимости и в отличие от проводников ведёт себя, как диэлектрик.


При увеличении температуры, а также при добавлении примесей (легировании) проводимость полупроводника растет и он приобретает свойства проводника. 

Рис. 1. Зависимость сопротивлений проводников и полупроводников от температуры

Примерами классических полупроводников являются такие химические элементы, как кремний (Si) и германий (Ge). Более подробно об этих элементах читайте в статье «О проводимости полупроводников».

Статьи по теме: 1.

Что такое электрический ток?
                            2. Постоянный и переменный ток
                            3. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона
                            4. Направление электрического тока
                            5. О скорости распространения электрического тока
                            6. Электрический ток в жидкостях 
                            7. Проводимость в газах

                            8. Электрический ток в вакууме
                            9. О проводимости полупроводников

Внимание!
Всех интересующихся практической электротехникой приглашаю на страницы своего нового сайта «Электрика для дома». Сайт посвящен основам электротехники и электричества с акцентом на домашние электрические установки и процессы, в них происходящие.

Диэлектрики и проводники — Энциклопедия по машиностроению XXL

Электроизоляционные материалы отличаются очень малой удельной электрической проводимостью. Количественно разница между проводимостью диэлектриков и проводников столь велика, что она обусловливает и качественную раз-  
[c.4]

При значениях ф, выходящих за указанные пределы, калорическая яркость излучения диэлектриков и проводников существенно изменяется в зависимости от направления.[c.38]

Эффективная проводимость Л двухкомпонентной, крайне неоднородной системы с 1 = Лд/Лм =0, состоящей из смеси идеальных диэлектриков и проводников с проводимостями Лд и Лм, может быть описана с помощью следующих машинно-эмпирических формул [79]  [c.12]


Соотношение единиц удельного сопротивления диэлектриков и проводников  
[c.77]

Предварительное изучение свойств диэлектриков и проводников электрического тока, как это сложилось и в историческом аспекте.  [c.37]

В предыдущих главах были рассмотрены диэлектрики и проводники электрического тока.  [c.302]

Ом-м и занимают промежуточное положение между диэлектриками и проводниками. Температурный коэффициент сопротивления диэлектриков и полупроводников в отличие от металлов отрицателен. Различия между проводниками, и полупроводниками и диэлектриками объясняются с помощью зонной теории.[c.308]

Кроме того, в последнее время получили широкое распространение полу-проводящие ПВХ-пластикаты, которые по электрическим характеристикам занимают промежуточное положение между диэлектриком и проводниками.  [c.16]

Электронная проводимость связана с образованием электронов в полимерах при ионизации макромолекул, которая может быть вызвана нагреванием, радиационным или световым воздействием. Присутствие пигментов и других неорганических веществ в покрытии благоприятствует электронной проводимости. Электронная проводимость пленок кристаллических полимеров выше, чем аморфных, ионная — наоборот. Особенно высокой электронной проводимостью отличаются полимеры-полупроводники, а также композиции с углеродными и металлическими наполнителями (сажей, графитом,, порошками металлов). Изготовленные из них покрытия по электрической проводимости занимают промежуточное положение между диэлектриками и проводниками для них уу 10 — 10″1 Сы/м. Электрическая проводимость большинства лакокрасочных покрытий находится на уровне электрической проводимости полимеров и составляет 10 -10 См м.[c.132]

Если в недиспергирующей среде диэлектрическая проницаемость — чисто реактивный параметр, а проводимость — чисто активный, то в среде с дисперсией это различие утрачивается. С увеличением частоты до значений, близких к собственным частотам среды, отличие в свойствах диэлектриков и проводников постепенно исчезает. Так, наличие у среды мнимой части диэлектрической проницаемости с макроскопической точки зрения неотличимо от существования проводимости — и то, и другое приводит к выделению тепла. Поэтому электрические свойства вещества можно характеризовать одной величиной — комплексной диэлектрической проницаемостью  [c.60]

В гл. 2 мы отмечали, что в основу классификации твердых тел могут быть положены различные признаки. По удельной электропроводности а все твердые тела можно разделить на три большие группы металлы, диэлектрики и полупроводники. Металлы являются прекрасными проводниками электрического тока. Их удельная электропроводность при комнатной температуре колеблется от 10 до 10 Ом- -см-. Диэлектрики, наоборот, практически не проводят ток —их используют как изоляторы. Удельная электропроводность этой группы веществ меньше, чем 10 Ом -см . Твердые тела, имеющие промежуточные значения а, т. е. 10 — 10 ° Ом -см , относятся к классу полупроводников.  [c.208]


Каков механизм появления поверхностных зарядов Этот вопрос мы детально обсудим ниже, а сейчас введем некоторые макроскопические параметры, характеризуюш,ие Проводник поляризацию диэлектрика в электрическом поле.  [c.276]

Естественные полупроводники. Полупроводниками называются кристаллы, электропроводимость которых лежит между электропроводимостью проводников и диэлектриков и имеет совершенно другую, чем у обычных проводников, зависимость от температуры.  [c.341]

Если электрические заряды могут перемещаться сквозь объем тела, переходя от одного электрода к другому, или хотя бы перемещаются в нем на макроскопические расстояния, то такие заряды называются свободными и их движение создает ток проводимости. Наличие свободных зарядов в структуре диэлектрика характеризуется электрической проводимостью у. Эта величина служит некоторым критерием, позволяющим различать диэлектрики, полупроводники и проводники. К диэлектрикам относят вещества с электрической проводимостью, меньшей 10 См/м, а к проводникам — большей 10 См/м. Промежуточные значения проводимости свойственны полупроводниковым материалам. Такое деление несколько условно, но все же переход указанных границ связан, как правило, с изменением физической природы носителей электрических зарядов.  [c.134]

Различие между проводниками, диэлектриками и полупроводниками наиболее наглядно иллюстрируется с помощью энергетических диаграмм зонной теории твердого тела.  [c.82]

Энергетические диаграммы диэлектриков, полупроводников и проводников различны (рис. В-8).  [c.13]

ЗАПОЛНЕНИЕ ЗОН ЭЛЕКТРОНАМИ ДЕЛЕНИЕ ТЕЛ НА ПРОВОДНИКИ, ДИЭЛЕКТРИКИ И ПОЛУПРОВОДНИКИ  [c. 152]

Механические напряжения, вызванные различным характером связей на границе раздела пленка—подложка (обкладка конденсатора, проводник), внутренними или собственными напряжениями в пленке, связанными с отклонениями от стехиометрического состава, изгибом валентных связей в диэлектрике и т. д.  [c.454]

Функциональные материалы. В ряде случаев в качестве функционального материала для пересечений используется стекло. Применяется также большое количество композиций с соответствующими электрическими свойствами. Выбор композиции обычно диктуется необходимостью получения таких характеристик, которыми не обладает стекло. Наиболее важными надо считать характер температурной зависимости вязкости, совместимость с составом проводников и тепловое расширение, Требование совместимости сводится к тому, чтобы диэлектрики не вступали в такую реакцию с проводниковой композицией, которая может тем или иным образом повлиять на характеристики диэлектриков или проводников.[c.472]

Удаление тонких изоляционных пленок с проводников. Зачистка изоляции с тонких проводников является одной из проблем технологии радиоприборостроения. Существующие способы удаления изоляции (механический, химический и др.) не обеспечивают надежной зачистки. Технология зачистки проводников от изоляции с помощью СОа Лазера основана на свойствах излучения с длиной волны 10,6 мкм хорошо поглощаться диэлектриками и отражаться от металлов.  [c.168]

С повышением температуры наблюдается известная тенденция к падению излучатель ной способности у диэлектриков и повышению ее у проводников (металлов).  [c.87]

Все материалы, применяемые в технике, по своим электрическим свойствам делят на три группы проводники, полупроводники и диэлектрики. Различаются эти материалы по величине электросопротивления, характеру его температурного изменения и типу проводимости. Резкой границы между диэлектриками и полупроводниками провести нельзя. По величине удельного электросопротивления принято следующее деление проводники — 10 … 10 Ом м и менее полупроводники — 10 … 10 Ом м диэлектрики — 10 …10 Ом-м.  [c.91]

Электрическое сопротивление у диэлектриков и полупроводников с повышением температуры уменьшается, а у проводников растет. У некоторых металлов при внешних воздействиях (например, уменьшении температуры) сопротивление скачком уменьшается практически до нуля (явление сверхпроводимости).  [c.91]


D) Неверно. Материалы с аморфной структурой могут быть как диэлектриками, так и проводниками электрического тока.  [c.135]

ДЛЯ которой коэффициенты связи индуктивные и емкостные k не равны (тождественно по смыслу неравенство коэффициентов связи по напряжению Kv и току К, П]). В практически применяемых конструкциях, пожалуй, лишь хорошо известные симметричные связанные полосковые линии с однородным диэлектриком и наличием замкнутого экрана представляют собой систему проводников с уравновешенной электромагнитной связью. Отсюда класс структур с неуравновешенной связью более широк.  [c.9]

Полупроводники представляют собой обширную группу веществ, занимающих по величине удельной объемной проводимости промежуточное положение между диэлектриками и проводниками. Возможность получения различного характера электроироводности — электронной и дырочной — и управления ею составляет одну из важных отличительных особениосте полупроводников. В периодической системе имеется 12 элементов, обладающих полупроводниковыми свойствами это так называемые элементарные или простые полупроводники (основной состав полупроводника образован атомами одного химического элемента). Такими элементами являются в III группе — бор в IV группе — углерод, кремний, германий, олово (серое) в V группе — фосфор, мышьяк, сурьма в VI группе —сера, селен, теллур в VII группе — йод. Достаточно отчетливо можно представить общие закономерности и особегнюсти элементарных полупроводников, рассматривая такие полупроводники, как германий и кремний ( 13. 5 и 13.6).  [c.171]

Электроизоляцио нные материалы отличаются очень малой удельной проводимостью. Количественно разница между проводимостью диэлектриков и проводников столь велика, что она обусловливает и качественную разницу между ними в диэлектриках преобладают не электродинамические явления, характеризующиеся направленным движением огромного числа свободных зарядов (электронов нли ионов), а электростатические, характеризующиеся созданием и закономерностями электрического поля. Вследствие того, что реальные диэлектрики имеют удельную проводимость, не равную нулю, в них наряду с электростатическими явлениями всегда наблюдаются и электродинамические, в нормальных условиях работы выраженные очень слабо. Диэлектрики служат в любом электрическом устройстве для изоляции друг от друга различных токопроводящих деталей, находящихся под разными потенциалами, или для создания электрической емкости в конденсаторах.  [c.10]

В зависимости от химического состава стеклообразные материалы могут быть диэлектриками, полупроводниками и проводниками. Типичными представителями стеклообразных полупроводников являются халькогенидные стеклообразные полупроводники (ХСП), которые представляют собой сплавы халькогенов — элементов шестой группы периодической системы (серы 5, селена 5е или теллура Те) с элементами пятой (мышьяк Аз, сурьма 5Ь) или четвертой (кремний 51, германий Ое) групп. К этим же материалам относят элементарный халькоген — стеклообразный селен.  [c.12]

ДВУМЕРНЫЕ ПРОВОДНИКИ — искусственно созданные электропроводянлие системы на границе раздела двух плохо проводящих сред, напр, вакуум — диэлектрик, полупроводник—диэлектрик. Пример Д. п.— слой электронов, удерживаемых над поверхностью диэлектрика с отрицательным сродством к электрону (напр., жидкого Не рис.) силами электростатического изображения (электроны поляризуют диэлектрик и притягиваются к нему), а также внеш. постоянным  [c.565]

Электрич, свойства П. л. характеризуются волновым сопротивлением коаф. замедления п (см. Замедляющая система) и коэф. затухания а. Подвешенные в обращённые П. л. отличаются от др. П. л, тем, что сторона подложки, противоположная полоскам, не металлизирована они обладают меньшими потерями энергии в проводниках, чем микрополосковые линии, допускают передачу большей мощности. Волновые сопротивления и коэф. замедления этих линий зависят от расстояний между диэлектриком и экранами, что используют для перестройки устройств на П. л. и для выравнивания скоростей чётных и нечётных волн в связанных линиях (рис. 1, яе). Такое выравнивание необходимо для создания широкополосных направленных ответвителей.  [c.29]

Наличие мощности Р в законе изменения Э. э. п. (2 ) означает, что эл.-магн. поле может обмениваться энергией с материальными телами, изменяя их внутреннюю (тепловую) и механич. энергии. Примерами передачи Э. э. п. материальным телам могут служить нагрев проводников при протекании электрич. тока (джоулев нагрев) и понде-ромоторное (механическое) воздействие эл. -магн. поля на помещённые в него диэлектрики, магнетики и проводники с током (см. Пондеромоторные силы). Обратный процесс (возбуждение эл.-магн. поля) имеет место, напр., в генераторах эл.-магн. поля (в частности, в динамо-машинах).  [c.615]

В семёйстве керамик легко можно найти. материалы как с большими, так и малыми (даже отрицательными) значениями коэффициента тер гического расширения. Также широк спектр. материалов, среди которых есть и диэлектрики, и полупроводники, и проводники (сравнимые по проводимости с металлами) и сверхпроводники. Важнейшими компонентами современной, конструкционной керамики являются оксиды  [c.51]

Возрастание проводимости в сильном электрическом поле может вызвать нарушение электрической прочности диэлектрика (устойчивого состояния с малой и неизменной во времени электропроводностью). Быстрый рост апт(Ет) приводит к электрическому пробою, когда электрический ток за счет ударной ионизации электронов возрастает в миллиарды раз, разрушая диэлектрик и превращая его в проводник тока. Аналогичный механизм наблюдается при оптическом пробое прозрачных диэлектриков при импульсном воздействии лазерных пучков с большой плотностьк> лучевой мощности.  [c.20]


Теперь становится ясным смысл зон Бриллюэна в металле на границах зон имеется полоса энергий 2Fn, в которой нет разрешенных энергетических состояний. Существование такой запрещенной полосы энергий имеет решающее значение в частности, число электронов проводимости, приходящихся в кристалле-на один атом, в нашей простой изотропной модели будет определять, чем окажется кристалл — диэлектриком или проводником. Если число электронов проводимости окажется достаточным как раз для того, чтобы заполнить все доступные состояния в первой зоне Бриллюэна (2 электрона на атом) или в первой и во второй зонах (4 электрона на атом), то из-за наличия запрещенной полосы энергий не будет разрешенных состояний, в которые электрои мог бы перейти под влиянием внешнего поля. При этом протека-  [c.82]

Диэлектриками являются неионизованные газы, а также жидкости и твердые тела, характеризующиеся полностью заполненной электронами валентной зоной и полностью свободной зоной проводимости. Если термического возбуждения электронов на уровни зоны проводимости не происходит, то такие вещества ведут себя как изоляторы. При малой энергетической щели Д Е или при большей температуре эти вещества ведут себя как полупроводники. Диэлектрики и полупроводники, в отличие от металлических проводников, экспоненциально уменьшают объемное сопротивление при повышении температуры.  [c.320]

Значения р практически применяемых твердых и жидких электроизоляционных материалов (при нормальной температуре, нормальной влажности окружающего воздуха и не слишком высоких значениях напряженностч э.тектрического поля в материале) ленудельных сопротивлений высококачественного твердого диэлектрика и хорошего проводника (при нормальной температуре) выражается колоссальным числом—т-рядка 102 —1025.[c.18]

Из СПЛ изготавливают различные материалы (пластмассы, пленки, волокна, пеноплас-ты и др., которые применяются для изоляции высоковольтных высокочастотных проводов и кабелей, для изоляции коаксиальных кабелей с большим диаметром проводников, для фольги-рованных диэлектриков и др. целей). Свойства СПЛ приведены в табл. 5.9.  [c.115]


Чем отличаются диэлектрики от проводников? Что такое проводники, полупроводники и диэлектрики.

Для того чтобы исследовать явления, которые происходят при введении различных веществ в электрическое поле, рассмотрим свойства этих веществ.

Определение

Проводник — тело, в объёме которого находится большое количество свободных зарядов, которые перемещаются по всему объёму этого тела. Различают проводники с электронной и ионной проводимостью. К первым относятся все металлы и сплавы. Ко вторым — электролиты, то есть водные растворы солей, щелочей, кислот и др.

Диэлектрик — тело, в объёме которого нет свободных зарядов. Диэлектрик состоит из нейтральных атомов или молекул. В нейтральном атоме все заряженные частицы тесно связаны друг с другом, в результате чего даже под воздействием электрического поля они не могут перемещаться по всему объёму тела. Поэтому диэлектрики практически не проводят электрический ток и имеют очень низкую электропроводность. К ним можно отнести стекло, смолы, лаки и т.д.

Сравнение

В проводниках в отличие от диэлектриков, высокая концентрация свободных электрических зарядов. В металлах таковыми являются свободные электроны, которые способны передвигаться по всему объёму вещества. Возникновение свободных электронов обусловлено тем, что валентные электроны в атомах металлов весьма плохо взаимодействуют с ядрами и легко теряют связь с ними.

У диэлектриков, напротив, электроны с атомами крепко связаны и не имеют возможности свободно перемещаться под воздействием электрического поля. И так как количество свободных заряженных носителей в диэлектриках ничтожно мало, из этого следует, что в них отсутствует электростатическая индукция, и напряжённость электрического поля внутри диэлектриков не превращается в ноль, а только уменьшается.

Напряжённость нельзя повышать безгранично, т. к. при определенной величине все заряды могут сместиться настолько, что произойдет изменение структуры материала, иными словами, произойдет пробой диэлектрика. В этом случае он потеряет свои изоляционные свойства.

Выводы сайт

  1. В проводнике свободные электроны, подвергающиеся влиянию сил электрического поля, перемещаются по всему объему.
  2. В отличие от проводника, в диэлектрике (изоляторе) нет свободных зарядов. Изоляторы состоят из нейтральных молекул или атомов. Заряды в нейтральном атоме друг с другом сильно связаны и не могут перемещаться под воздействием электрического поля по всему объёму диэлектрика.

В электронных приборах используются самые разные материалы. Основными элементами, применяемыми для этих устройств, является проводниковая и полупроводниковая продукция. Для более эффективного их использования, необходимо точно знать, чем отличаются проводники от полупроводников. Свойства каждого элемента, применяемые в комплексе, позволяют создавать приборы, обладающие уникальными качествами и характеристиками.

Свойства проводников и полупроводников

Очень многие вещества способны проводить электрический ток. Они могут находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Основными проводниками, применяемыми в электротехнике, являются различные виды металлов или их сплавов. Они отличаются высокими качествами проводимости и электрическим сопротивлением, характерным для каждого материала.

В электротехнике металлы применяются в качестве проводников, конструкционных и контактных материалов, а также для спаивания между собой любых видов проводников. Основным свойством проводников является наличие в них свободных электронов, обеспечивающих прохождение электрического тока.

К категории полупроводников относятся вещества, занимающие промежуточное место между . Эти границы достаточно условны, поскольку под влиянием различных факторов, полупроводники могут иметь свойства и проводников и изоляторов. Например, под влиянием низких температур, они становятся диэлектриками, а при повышении температуры, в них начинают появляться свободные носители зарядов. Это связано с тем, что при росте температуры, возрастают и колебания кристаллической решетки, разрывая определенные валентные связи и образуя свободные электроны, проводящие электрический ток.

Проводники и полупроводники: основные отличия

Для того, чтобы правильно использовать те или иные материалы в электронике и электротехнике, необходимо, прежде всего, знать, чем отличаются проводники от полупроводников. В проводниках всегда имеются свободные электроны, от которых зависит движение тока. В полупроводниках образование свободных электронов происходит только при наличии определенных условий. Это дает возможность технологического управления свободными носителями полупроводника.

Одним из основных отличий является более высокая проводимость проводников в сравнении с полупроводниками. Кроме того, если при повышении температуры проводимость полупроводника резко возрастает, то в проводнике, наоборот, происходит уменьшение этого показателя с одновременным ростом электрического сопротивления. Наличие примесей также оказывает неодинаковое действие: в проводниках они снижают проводимость, а в полупроводниках она повышается. Все эти свойства рационально используются в электронных приборах, позволяя добиваться их максимальной эффективности.

В электротехнике применяются различные материалы. Электрические свойства веществ определяются количеством электронов на внешней валентной орбите. Чем меньше электронов находится на этой орбите, тем слабее они связаны с ядром, тем легче могут отправиться путешествовать.

Под воздействием температурных колебаний электроны отрываются от атома и перемещаются в межатомном пространстве. Такие электроны называют свободными, именно они и создают в проводниках электрический ток. А велико ли межатомное пространство, есть ли простор для путешествия свободных электронов внутри вещества?

Структура твердых тел и жидкостей кажется непрерывной и плотной, напоминающей по структуре клубок ниток. Но на самом деле даже твердые тела больше похожи на рыболовную или волейбольную сеть. На бытовом уровне этого конечно не разглядеть, но точными научными исследованиями установлено, что расстояния между электронами и ядром атомов намного превышают их собственные размеры.

Если размер ядра атома представить в виде шара размером с футбольный мяч, то электроны в такой модели будут размером с горошину, а каждая такая горошина расположена от «ядра» на расстоянии в несколько сотен и даже тысяч метров. А между ядром и электроном пустота — просто ничего нет! Если в таком же масштабе представить расстояния между атомами вещества, размеры получатся вообще фантастические, — десятки и сотни километров!

Хорошими проводниками электричества являются металлы . Например, атомы золота и серебра имеют на внешней орбите всего по одному электрону, поэтому именно они являются наилучшими проводниками. Железо тоже электричество проводит, но несколько хуже.

Еще хуже проводят электричество сплавы с высоким сопротивлением . Это нихром, манганин, константан, фехраль и другие. Такое многообразие высокоомных сплавов связано с тем, что они предназначены для решения различных задач: нагревательные элементы, тензодатчики, образцовые резисторы для измерительных приборов и многое другое.

Для того, чтобы оценить способность материала проводить электричество было введено понятие «удельная электропроводность» . Обратное значение — удельное сопротивление . В механике этим понятиям соответствует удельный вес.

Изоляторы , в отличие от проводников, не склонны терять электроны. В них связь электрона с ядром очень прочная, и свободных электронов почти нет. Точнее есть, но очень мало. При этом в некоторых изоляторах их больше, а качество изоляции у них, соответственно, хуже. Достаточно сравнить, например, керамику и бумагу. Поэтому изоляторы условно можно разделить на хорошие и плохие.

Появление свободных зарядов даже в изоляторах обусловлено тепловыми колебаниями электронов: под воздействием высокой температуры изоляционные свойства ухудшаются, некоторым электронам все-таки удается оторваться от ядра. (-4). Эти сплавы можно назвать плохими проводниками. После всех этих сложных цифр следует подставить Ом/см.

Далее в отдельную группу можно выделить полупроводники: германий 60 Ом/см, кремний 5000 Ом/см, селен 100 000 Ом/см. Удельное сопротивление этой группы больше, чем у плохих проводников, но меньше, чем у плохих изоляторов, не говоря уже о хороших. Наверное, с тем же успехом полупроводники можно было назвать полуизоляторами.

После такого короткого знакомства со строением и свойствами атома следует рассмотреть, как атомы взаимодействуют между собой, как атомы взаимодействуют между собой, как из них получаются молекулы, из которых состоят различные вещества. Для этого снова придется вспомнить об электронах на внешней орбите атома. Ведь именно они участвуют в связи атомов в молекулы и определяют физические и химические свойства вещества.

Как из атомов получаются молекулы

Любой атом находится в стабильном состоянии, если на его внешней орбите находится 8 электронов. Он не стремится забрать электроны у соседних атомов, но не отдает и свои. Чтобы убедиться в справедливости этого достаточно в таблице Менделеева посмотреть на инертные газы: неон, аргон, криптон, ксенон. Каждый из них на внешней орбите имеет 8 электронов, чем и объясняется нежелание этих газов вступать в какие — либо отношения (химические реакции) с другими атомами, строить молекулы химических веществ.

Совсем по-другому обстоит дело у тех атомов, у которых на внешней орбите нет заветных 8 электронов. Такие атомы предпочитают объединиться с другими, чтобы за счет них дополнить свою внешнюю орбиту до 8 электронов и обрести спокойное стабильное состояние.

Вот, например, всем известная молекула воды h3O. Она состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, как показано на рисунке 1 .

Рисунок 1

В верхней части рисунка показаны отдельно два атома водорода и один атом кислорода. На внешней орбите кислорода находятся 6 электронов и тут же поблизости два электрона у двух атомов водорода. Кислороду до заветного числа 8 не хватает как раз двух электронов на внешней орбите, которые он и получит, присоединив к себе два атома водорода.

Каждому атому водорода для полного счастья не хватает 7 электронов на внешней орбите. Первый атом водорода получает на свою внешнюю орбиту 6 электронов от кислорода и еще один электрон от своего близнеца — второго атома водорода. На его внешней орбите вместе со своим электроном теперь 8 электронов. Второй атом водорода тоже комплектует свою внешнюю орбиту до заветного числа 8. Этот процесс показан в нижней части рисунка 1 .

На рисунке 2 показан процесс соединения атомов натрия и хлора. В результате чего получается хлористый натрий, который продается в магазинах под названием поваренная соль.

Рисунок 2 . Процесс соединения атомов натрия и хлора

Здесь тоже каждый из участников получает от другого недостающее количество электронов: хлор к своим собственным семи электронам присоединяет единственный электрон натрия, в то время, как свои отдает в распоряжение атома натрия. У обоих атомов на внешней орбите по 8 электронов, чем достигнуто полное согласие и благополучие.

Валентность атомов

Атомы, у которых на внешней орбите содержится 6 или 7 электронов, стремятся присоединить к себе 1 или 2 электрона. Про такие атомы говорят, что они одно или двухвалентны. А вот если на внешней орбите атома 1, 2 или 3 электрона, то такой атом стремится их отдать. В этом случае атом считается одно, двух или трехвалентным.

Если на внешней орбите атома содержится 4 электрона, то такой атом предпочитает объединиться с таким же, у которого тоже 4 электрона. Именно так объединяются атомы германия и кремния, использующиеся в производстве транзисторов. В этом случае атомы называются четырехвалентными. (Атомы германия или кремния могут объединяться и с другими элементами, например, кислородом или водородом, но эти соединения в плане нашего рассказа неинтересны.)

На рисунке 3 показан атом германия или кремния, желающий объединиться с таким же атомом. Маленькие черные кружочки — это собственные электроны атома, а светлые кружки обозначают места, куда попадут электроны четырех атомов — соседей.

Рисунок 3 . Атом германия (кремния).

Кристаллическая структура полупроводников

Атомы германия и кремния в периодической таблице находятся в одной группе с углеродом (химическая формула алмаза C,- это просто большие кристаллы углерода, полученные при определенных условиях), и поэтому при объединении образуют алмазоподобную кристаллическую структуру. Образование подобной структуры показано, в упрощенном, конечно, виде на рисунке 4 .

Рисунок 4 .

В центре куба находится атом германия, а по углам расположены еще 4 атома. Атом, изображенный в центре куба, своими валентными электронами связан с ближайшими соседями. В свою очередь угловые атомы отдают свои валентные электроны атому, расположенному в центре куба и соседям, — атомам на рисунке не показанным. Таким образом, внешние орбиты дополняются до восьми электронов. Конечно, никакого куба в кристаллической решетке нет, просто он показан на рисунке, чтобы было понятно взаимное, объемное расположение атомов.

Но для того, чтобы максимально упростить рассказ о полупроводниках, кристаллическую решетку можно изобразить в виде плоского схематического рисунка, несмотря на то, что межатомные связи все-таки расположены в пространстве. Такая схема показана на рисунке 5 .

Рисунок 5 . Кристаллическая решетка германия в плоском виде.

В таком кристалле все электроны крепко привязаны к атомам своими валентными связями, поэтому свободных электронов здесь, видимо, просто нет. Выходит, что перед нами на рисунке изолятор, поскольку нет в нем свободных электронов. Но, на самом деле это не так.

Собственная проводимость

Дело в том, что под воздействием температуры некоторым электронам все же удается оторваться от своих атомов, и на некоторое время освободиться от связи с ядром. Поэтому небольшое количество свободных электронов в кристалле германия существует, за счет чего есть возможность проводить электрический ток. 18 (шесть миллиардов миллиардов) электронов в секунду. На этом фоне две тысячи миллиардов свободных электронов, да еще разбросанных по огромному кристаллу, вряд ли могут обеспечить прохождение больших токов. Хотя, благодаря тепловому движению, небольшая проводимость у германия существует. Это так называемая собственная проводимость.

Электронная и дырочная проводимость

При повышении температуры электронам сообщается дополнительная энергия, их тепловые колебания становятся более энергичными, в результате чего некоторым электронам удается оторваться от своих атомов. Эти электроны становятся свободными и при отсутствии внешнего электрического поля совершают хаотические движения, перемещаются в свободном пространстве.

Атомы, потерявшие электроны, беспорядочных движений совершать не могут, а только слегка колеблются относительно своего нормального положения в кристаллической решетке. Такие атомы, потерявшие электроны, называется положительными ионами. Можно считать, что на месте электронов, вырванных из своих атомов, получаются свободные места, которые принято называть дырками.

В целом количество электронов и дырок одинаково, поэтому дырка может захватить электрон, оказавшийся поблизости. В результате атом из положительного иона вновь становится нейтральным. Процесс соединения электронов с дырками называется рекомбинацией.

С такой же частотой происходит и отрыв электронов от атомов, поэтому в среднем количество электронов и дырок для конкретного полупроводника равно, является величиной постоянной и зависимой от внешних условий, прежде всего температуры.

Если к кристаллу полупроводника приложить напряжение, то движение электронов станет упорядоченным, через кристалл потечет ток, обусловленный его электронной и дырочной проводимостью. Эта проводимость называется собственной, о ней уже было упомянуто чуть выше.

Но полупроводники в чистом виде, обладающие электронной и дырочной проводимостью, для изготовления диодов, транзисторов и прочих деталей непригодны, поскольку основой этих приборов является p-n (читается «пэ-эн») переход.

Чтобы получить такой переход, необходимы полупроводники двух видов, двух типов проводимости (p — positive — положительный, дырочный) и (n — negative — отрицательный, электронный). Такие типы полупроводников получаются путем легирования, добавления примесей в чистые кристаллы германия или кремния.

Хотя количество примесей очень мало, их присутствие в немалой степени изменяет свойства полупроводника, позволяет получить полупроводники разной проводимости. Об этом будет рассказано в следующей части статьи.

Борис Аладышкин,

В электричестве выделяют три основных группы материалов – это проводники, полупроводники и диэлектрики. Основным их отличием является возможность проводить ток. В этой статье мы рассмотрим, чем отличаются эти виды материалов и как они ведут себя в электрическом поле.

Что такое проводник

Вещество, в котором присутствуют свободные носители зарядов, называют проводником. Движение свободных носителей называют тепловым. Основной характеристикой проводника является его сопротивление (R) или проводимость (G) – величина обратная сопротивлению.

Говоря простыми словами – проводник проводит ток.

К таким веществам можно отнести металлы, но если говорить о неметаллах то, например, углерод – отличный проводник, нашел применение в скользящих контактах, например, щетки электродвигателя. Влажная почва, растворы солей и кислот в воде, тело человека – тоже проводит ток, но их электропроводность зачастую меньше, чем у меди или алюминия, например.

Металлы являются отличными проводниками, как раз таки благодаря большому числу свободных носителей зарядов в их структуре. Под воздействием электрического поля заряды начинают перемещаться, а также перераспределяться, наблюдается явление электростатической индукции.

Что такое диэлектрик

Диэлектриками называют вещества, которые не проводят ток, или проводят, но очень плохо. В них нет свободных носителей зарядов, потому что связь частиц атома достаточно сильная, для образования свободных носителей, поэтому под воздействием электрического поля тока в диэлектрике не возникает.

Газ, стекло, керамика, фарфор, некоторые смолы, текстолит, карболит, дистиллированная вода, сухая древесина, резина – являются диэлектриками и не проводят электрический ток. В быту диэлектрики встречаются повсеместно, например, из них делаются корпуса электроприборов, электрические выключатели, корпуса вилок, розеток и прочее. В линиях электропередач изоляторы выполняются из диэлектриков.

Однако, при наличии определенных факторов, например повышенный уровень влажности, напряженность электрического поля выше допустимого значения и прочее – приводят к тому, что материал начинает терять свои диэлектрические функции и становится проводником. Иногда вы можете слышать фразы типа «пробой изолятора» — это и есть описанное выше явление.

Если сказать кратко, то основными свойствами диэлектрика в сфере электричества являются электроизоляционные. Именно способность препятствовать протеканию тока защищает человека от электротравматизма и прочих неприятностей. Основной характеристикой диэлектрика является электрическая прочность – величина равная напряжению его пробоя.

Что такое полупроводник

Полупроводник проводит электрический ток, но не так как металлы, а при соблюдении определенных условий – сообщении веществу энергии в нужных количествах. Это связано с тем, что свободных носителей (дырок и электронов) зарядов слишком мало или их вовсе нет, но если приложить какое-то количество энергии – они появятся. Энергия может быть различных форм – электрической, тепловой. Также свободные дырки и электроны в полупроводнике могут возникать под воздействием излучений, например в УФ-спектре.

Где применяются полупроводники? Из них изготавливают транзисторы, тиристоры, диоды, микросхемы, светодиоды и прочее. К таким материалам относят кремний, германий, смеси разных материалов, например арсенид-галия, селен, мышьяк.

Чтобы понять, почему полупроводник проводит электрический ток, но не так как металлы, нужно рассматривать эти материалы с точки зрения зонной теории.

Зонная теория

Зонная теория описывает наличие или отсутствие свободных носителей зарядов, относительно определенных энергетических слоев. Энергетическим уровнем или слоем называют количество энергии электронов (ядер атомов, молекул – простых частиц), их измеряют в величине Электронвольты (ЭВ).

На изображении ниже показаны три вида материалов с их энергетическими уровнями:

Обратите внимание, что у проводника энергетические уровни от валентной зоны до зоны проводимости объединены в неразрывную диаграмму. Зона проводимости и валентная зоны накладываются друг на друга, это называется зоной перекрытия. В зависимости от наличия электрического поля (напряжения), температуры и прочих факторов количество электронов может изменяться. Благодаря вышеописанному, электроны могут передвигаться в проводниках, даже если сообщить им какое-то минимальное количество энергии.

У полупроводника между зоной валентности и зоной проводимости присутствует определенная запрещенная. Ширина запрещенной зоны описывает, какое количество энергии нужно сообщить полупроводнику, чтобы начал протекать ток.

У диэлектрика диаграмма похожа на ту, которая описывает полупроводники, однако отличие лишь в ширине запрещенной зоны – она здесь во много раз большая. Различия обусловлены внутренним строением и вещества.

Мы рассмотрели основные три типа материалов и привели их примеры и особенности. Главным их отличием является способность проводить ток. Поэтому каждый из них нашел свою сферу применения: проводники используются для передачи электроэнергии, диэлектрики – для изоляции токоведущих частей, полупроводники – для электроники. Надеемся, предоставленная информация помогла вам понять, что собой представляют проводники, полупроводники и диэлектрики в электрическом поле, а также в чем их отличие между собой.

Все материалы, существующие в природе, различаются своими электрическими свойствами. Таким образом, из всего многообразия физических веществ в отдельные группы выделяются диэлектрические материалы и проводники электрического тока.

Что представляют собой проводники?

Проводник – это такой материал, особенностью которого является наличие в составе свободно передвигающихся заряженных частиц, которые распространены по всему веществу.

Проводящими электрический ток веществами являются расплавы металлов и сами металлы, недистиллированная вода, раствор солей, влажный грунт, человеческое тело.

Металл – это самый лучший проводник электрического тока. Также и среди неметаллов есть хорошие проводники, например, углерод.

Все, существующие в природе проводники электрического тока, характеризуются двумя свойствами:

  • показатель сопротивления;
  • показатель электропроводности.
Сопротивление возникает из-за того, что электроны при движении испытывают столкновение с атомами и ионами, которые являются своеобразным препятствием. Именно поэтому проводникам присвоена характеристика электрического сопротивления. Обратной сопротивлению величиной является электропроводность.

Электропроводность – это характеристика (способность) физического вещества проводить ток. Поэтому свойствами надежного проводника являются низкое сопротивление потоку движущихся электронов и, следовательно, высокая электропроводность. То есть, лучший проводник характеризуется большим показателем проводимости.

Например кабельная продукция : медный кабель обладает большей электропроводностью по сравнению с алюминиевым.

Что представляют собой диэлектрики?

Диэлектрики – это такие физические вещества, в которых при заниженных температурах отсутствуют электрические заряды. В состав таких веществ входят лишь атомы нейтрального заряда и молекулы. Заряды нейтрального атома имеют тесную связь друг с другом, поэтому лишены возможности свободного перемещения по всему веществу.

Самым лучшим диэлектриком является газ. Другие непроводящие электрический ток материалы – это стеклянные, фарфоровые, керамические изделия, а также резина, картон, сухое дерево, смолы и пластмассы.

Диэлектрические предметы – это изоляторы, свойства которых главным образом зависимы от состояния окружающей атмосферы. Например, при высокой влажности некоторые диэлектрические материалы частично лишаются своих свойств.

Проводники и диэлектрики широко используются в сфере электротехники для решения различных задач.

Например, вся кабельно-проводниковая продукция изготавливается из металлов, как правило, из меди или алюминия. Оболочка проводов и кабелей полимерная, также, как и вилках всех электрических приборов. Полимеры – отличные диэлектрики, которые не допускают пропуска заряженных частиц.

Серебряные, золотые и платиновые изделия – очень хорошие проводники. Но их отрицательная характеристика, которая ограничивает использование, состоит в очень высокой стоимости.

Поэтому применяются такие вещества в сферах, где качество гораздо важнее цены, которая за него уплачивается (оборонная промышленность и космос).

Медные и алюминиевые изделия также являются хорошими проводниками, при этом имеют не столь высокую стоимость. Следовательно, использование медных и алюминиевых проводов распространено повсеместно.

Вольфрамовые и молибденовые проводники имеют менее хорошие свойства, поэтому используются в основном в лампочках накаливания и нагревательных элементах высокой температуры. Плохая электропроводность может существенно нарушить работу электросхемы.

Диэлектрики также различаются между собой своими характеристиками и свойствами. Например, в некоторых диэлектрических материалах также присутствуют свободные электрически заряды, пусть и в небольшом количестве. Свободные заряды возникают из-за тепловых колебаний электронов, т.е. повышение температуры все-таки в некоторых случаях провоцирует отрыв электронов от ядра, что понижает изоляционные свойства материала. Некоторые изоляторы отличаются большим числом «оторванных» электронов, что говорит о плохих изоляционных свойствах.

Самый лучший диэлектрик – полный вакуум, которого очень трудно добиться на планете Земля.

Полностью очищенная вода также имеет высокие диэлектрические свойства, но таковой даже не существует в реальности. При этом стоит помнить, что присутствие каких-либо примесей в жидкости наделяет ее свойствами проводника.

Главный критерий качества любого диэлектрического материала – это степень соответствия возложенным на него функциям в конкретной электрической схеме. Например, если свойства диэлектрика таковы, что утечка тока совсем незначительная и не приносит никакого ущерба работе схемы, то диэлектрик является надежным.

Что такое полупроводник?

Промежуточное место между диэлектриками и проводниками занимают полупроводники. Главное отличие проводников заключается в зависимости степени электропроводности от температуры и количества примесей в составе. При том материалу свойственны характеристики и диэлектрика, и проводника.

С ростом температуры электропроводность полупроводников растет, а степень сопротивления при этом падает. При понижении температуры сопротивление стремится к бесконечности. То есть, при достижении нулевой температуры полупроводники начинают вести себя как изоляторы.

Полупроводниками являются кремний и германий.

Проводники и диэлектрики в электротехнике имеют большое значение.

Все вещества условно, в зависимости от электрических свойств, делятся на две категории — проводники и ди­электрики.
В настоящий момент промышленность имеет огромный ассортимент проводников и диэлектриков (изоляторов). И их ассортимент постоянно растет.

Проводники

Проводники характеризуются хорошей электропроводностью, т. е. большим количеством свободных электрически заряженных частиц (электронов или ионов), которые могут перемещаться под действием сил поля по проводнику.

Проводники первого рода

Существуют два рода проводников. Проводниками -первого ро­да, в которых возможно перемещение только электронов, являют­ся металлы. В металлических проводниках электроны, располо­женные на внешних орбитах атомов, сравнительно слабо связаны с их ядрами, отчего часть электронов, оторвавшихся от своих ядер, перемещается между атомами, переходя из сферы действия одного ядра в сферу действия другого и заполняя пространство между ними наподобие газа. Эти электроны -принято называть свободными электронами или электронами про­водимости. Свободные электроны находятся в состоянии бес­порядочного (теплового) движения в отличие от положительно заряженных ионов металла, составляющих остов проводника, об­ладающих весьма малой подвижностью и совершающих лишь не­большие колебания около своего среднего положения.

Проводники второго рода

В проводниках второго рода, называемых электролита­ми (водные растворы кислот, солей, щелочей и оснований), под действием растворителя молекулы вещества распадаются на от­рицательные и положительные ионы, которые подобно электро­нам в металлических проводниках могут перемещаться по всему объему проводника.

Диэлектрики

Вещества, число свободных электронов в которых ничтожно мало, называются непроводниками (диэлектриками или изоляторами).К ним относятся газы, часть жидких тел (мине­ральные масла, лаки) и почти все твердые тела, за исключением металлов и угля.

Лучшим непроводником электрического тока является вакуум. Газы, в том числе и воздух, также являются хорошими изоляторами.

Проводники и диэлектрики в электрическом поле

Однако при некоторых условиях, например в сильном электри­ческом поле, происходит расщепление молекул диэлектрика на ионы, и вещество, которое при отсутствии электрического поля или в слабом поле было изолятором, становится проводником. Напряженность электрического поля, при которой начинается ио­низация молекул диэлектрика, называется пробивной на­пряженностью (электрической прочностью) диэлектрика. Величина напряженности электрического поля, которая допус­кается в диэлектрике при его использовании в электрической ус­тановке, называется допускаемой напряженностью. Допускаемая напряженность обычно в несколько раз меньше пробивной.

На электрические свойства газов оказывают сильное влияние давление и температура.

В качестве примера приведем значения пробивной напряженности в кв!см для некоторых диэлектриков:
воздух — 30,
масло минеральное (трансформаторное) — 50—150,
электрокартон — 100,
фарфор — 80-150,
слюда — 800-2000.

Проводники и диэлектрики 8 класс видео:

Урок 26. Лекция 26. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Конденсаторы.

По электрическим свойствам все вещества разделяют на два больших класса — вещества, которые проводят электрический ток (проводники) и вещества, которые не проводят электрический ток (диэлектрики, или изоляторы).  

Мы знаем, что все вещества состоят из атомов, которые, в свою очередь, состоят из заряженных частиц. Если внешнее поле вокруг вещества отсутствует, то его частицы распределяются так, что суммарное электрическое поле внутри вещества равно нулю. Если вещество поместить во внешнее электрическое поле, то поле начет действовать на заряженные частицы и они перераспределяться так, что в веществе возникнет собственное электрическое поле. Полное электрическое поле  складывается из внешнего поля  и внутреннего поля  создаваемого заряженными частицами вещества.

Проводник — это тело или материал, в котором электрические заряды начинают перемещаться под действием сколь угодно малой силы. Поэтому эти заряды называют свободными.

В металлах свободными зарядами являются электроны, в растворах и расплавах солей (кислот и щелочей) — ионы.

Диэлектрик — это тело или материал, в котором под действием сколь угодно больших сил заряды смещаются лишь на малое, не превышающее размеров атома расстояние относительно своего положения равновесия. Такие заряды называются связанными.

Рассмотрим подробнее эти классы веществ.

Проводники в электрическом поле.

Проводниками называют вещества, проводящие электрический ток.

Типичными проводниками являются металлы.

Основная особенность проводников – наличие свободных зарядов ( в металлах это электроны), которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему проводника.

В отсутствие внешнего поля в любом элементе объема проводника отрицательный свободный заряд компенсируется положительным зарядом ионной решетки. В проводнике, внесенном в электрическое поле, происходит перераспределение свободных зарядов, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды. Этот процесс называют электростатической индукцией, а появившиеся на поверхности проводника заряды – индукционными зарядами.

 

   Явление перераспределения зарядов внутри проводника под действием внешнего электрического поля называется электростатической индукцией.

  Заряды, появляющиеся на поверхности проводника, называются индукционными зарядами. 

   Индукционные заряды создают свое собственное поле  , которое компенсирует внешнее поле  во всем объеме проводника:

   (внутри проводника).

   Полное электростатическое поле внутри проводника равно нулю, а потенциалы во всех точках одинаковы и равны потенциалу на поверхности проводника.

   Диэлектрики в электрическом поле.

   Диэлектриками (изоляторами) называют вещества, не проводящие электрического тока.

   В отличие от проводников, в диэлектриках (изоляторах) нет свободных электрических зарядов. Они состоят из нейтральных атомов или молекул. Заряженные частицы в нейтральном атоме связаны друг с другом и не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика.

   При внесении диэлектрика во внешнее электрическое поле  в нем возникает некоторое перераспределение зарядов, входящих в состав атомов или молекул. В результате такого перераспределения на поверхности диэлектрического образца появляются избыточные нескомпенсированные связанные заряды. Все заряженные частицы, образующие макроскопические связанные заряды, по-прежнему входят в состав своих атомов.

   Связанные заряды создают электрическое поле , которое внутри диэлектрика направлено противоположно вектору напряженности внешнего поля . Этот процесс называется поляризацией диэлектрика.

   Электрической поляризацией называют особое состояние вещества, при котором электрический момент некоторого объёма этого вещества не равен нулю.

   В результате полное электрическое поле внутри диэлектрика  оказывается по модулю меньше внешнего поля .

   Физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме  к модулю напряженности полного поля в однородном диэлектрике , называется диэлектрической проницаемостью вещества.

 

   Диэлектрическая проницаемость среды показывает, во сколько раз напряженность поля в вакууме больше, чем в диэлектрике. Это величина безразмерная (нет единиц измерения).

   При поляризации неоднородного диэлектрика связанные заряды могут возникать не только на поверхностях, но и в объеме диэлектрика. В этом случае электрическое поле связанных зарядов  и полное поле  могут иметь сложную структуру, зависящую от геометрии диэлектрика. Утверждение о том, что электрическое поле   в диэлектрике в ε раз меньше по модулю по сравнению с внешним полем  строго справедливо только в случае однородного диэлектрика, заполняющего все пространство, в котором создано внешнее поле. В частности:

   Если в однородном диэлектрике с диэлектрической проницаемостью ε находится точечный заряд q, то напряженность поля , создаваемого этим зарядом в некоторой точке, и потенциал φ в ε раз меньше, чем в вакууме:

               

   Существует несколько механизмов поляризации диэлектриков. Основными из них являются ориентационная, электронная и ионная поляризации. Ориентационная и электронная механизмы проявляются главным образом при поляризации газообразных и жидких диэлектриков, ионная — при поляризации твердых диэлектриков.

Если двум изолированным друг от друга проводникам сообщить заряды q1 и q2, то между ними возникает некоторая разность потенциалов Δφ, зависящая от величин зарядов и геометрии проводников.

Разность потенциалов Δφ между двумя точками в электрическом поле часто называют напряжением и обозначают буквой U.

Наибольший практический интерес представляет случай, когда заряды проводников одинаковы по модулю и противоположны по знаку: q1 = – q2q. В этом случае можно ввести понятие электрической емкости.

Электроемкостью (электрической емкостью) проводников называется физическая величина, характеризующая способность проводника или системы проводников накапливать электрический заряд.

Электроемкость находится как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними:


 В системе СИ единица электроемкости называется фарад [Ф]: 

Величина электроемкости зависит от формы и размеров проводников и от свойств диэлектрика, разделяющего проводники.

Существуют такие конфигурации проводников, при которых электрическое поле оказывается сосредоточенным (локализованным) лишь в некоторой области пространства. Такие системы называются конденсаторами, а проводники, составляющие конденсатор, называются обкладками.

Простейший конденсатор – плоский конденсаторсистема из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика.

Электрическое поле плоского конденсатора в основном локализовано между пластинами; однако, вблизи краев пластин и в окружающем пространстве также возникает сравнительно слабое электрическое поле, которое называют полем рассеяния.

В целом ряде задач можно приближенно пренебрегать полем рассеяния и полагать, что электрическое поле плоского конденсатора целиком сосредоточено между его обкладками.

Электроемкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади пластин (обкладок) и обратно пропорциональна расстоянию между ними.

Если пространство между обкладками заполнено диэлектриком, электроемкость конденсатора увеличивается в ε раз:

Примерами конденсаторов с другой конфигурацией обкладок могут служить сферический и цилиндрический конденсаторы.

Сферический конденсатор – это система из двух концентрических проводящих сфер радиусов R1 и R2.

Цилиндрический конденсатор – система из двух соосных проводящих цилиндров радиусов R1 и R2 и длины L.

Емкости этих конденсаторов, заполненных диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε, выражаются формулами:

   — сферический конденсатор

   — цилиндрический конденсатор

Для получения заданного значения емкости конденсаторы соединяются между собой, образуя батареи конденсаторов.

1) При параллельном соединении конденсаторов соединяются их одноименно заряженные обкладки.

 

Напряжения на конденсаторах одинаковы     U1U2U,  заряды равны q1 = С1U и    q2 = С2U.

Такую систему можно рассматривать как единый конденсатор электроемкости C, заряженный зарядом qq1q2 при напряжении между обкладками равном U. Отсюда следует  или С = С1 + С2

Таким образом, при параллельном соединении электроемкости складываются.

2) При последовательном соединении конденсаторов соединяют разноименно заряженные обкладки

Заряды обоих конденсаторов одинаковы    q1q2q,  напряжения на них равны  и 

Такую систему можно рассматривать как единый конденсатор, заряженный зарядом q при напряжении между обкладками UU1U2.

Следовательно,   или  

При последовательном соединении конденсаторов складываются обратные величины емкостей.

Формулы для параллельного и последовательного соединения остаются справедливыми при любом числе конденсаторов, соединенных в батарею.

Т.е. в случае n конденсаторов одинаковой емкости С емкость батареи

при параллельном соединении Собщ = nС

при последовательном соединении Собщ = С/n

Если обкладки заряженного конденсатора замкнуть металлическим проводником, то по цепи пойдет электрический ток, лампочка загорится и будет гореть до тех пор, пока конденсатор не разрядится. Значит, заряженный конденсатор содержит запас энергии.

Энергия заряженного конденсатора равна работе внешних сил, которую необходимо затратить, чтобы зарядить конденсатор.

Процесс зарядки конденсатора можно представить как последовательный перенос достаточно малых порций заряда Δq > 0 с одной обкладки на другую. При этом одна обкладка постепенно заряжается положительным зарядом, а другая – отрицательным. Поскольку каждая порция переносится в условиях, когда на обкладках уже имеется некоторый заряд q, а между ними существует некоторая разность потенциалов

   

при переносе каждой порции Δq внешние силы должны совершить работу

   

Энергия We конденсатора емкости C, заряженного зарядом q, может быть найдена путем интегрирования этого выражения в пределах от 0 до q:

   

Формулу, выражающую энергию заряженного конденсатора, можно переписать в другой эквивалентной форме, если воспользоваться соотношением qCU.

   

Электрическую энергию We следует рассматривать как потенциальную энергию, запасенную в заряженном конденсаторе.

По современным представлениям, электрическая энергия конденсатора локализована в пространстве между обкладками конденсатора, то есть в электрическом поле. Поэтому ее называют энергией электрического поля.

Что такое проводники, полупроводники и диэлектрики. Большая энциклопедия нефти и газа

При появлении в нашей жизни электричества, мало кто знал о его свойствах и параметрах, и в качестве проводников использовали различные материалы, было заметно, что при одной и той же величине напряжения источника тока на потребителе было разное значение напряжения. Было понятно, что на это влияет вид материала применяемого в качестве проводника. Когда ученные занялись вопросом по изучению этой проблемы они пришли к выводу, что в материале носителями заряда являются электроны. И способность проводить электрический ток обосабливается наличием свободных электронов в материале. Было выяснено, что у некоторых материалов этих электронов большое количество, а у других их вообще нет. Таким образом существуют материалы, которые , а некоторые не обладают такой способностью.
Исходя из всего выше сказанного, все материалы поделились на три группы:

  • проводники;
  • полупроводники;
  • диэлектрики;

Каждая из групп нашла широкое применение в электротехнике.

Проводники

Проводниками являются материалы, которые хорошо проводят электрический ток, их применяют для изготовления проводов, кабельной продукции, контактных групп, обмоток, шин, токопроводящих жил и дорожек. Подавляющее большинство электрических устройств и аппаратов выполнена на основе проводниковых материалов. Мало того, скажу, что вся электроэнергетика не могла б существовать не будь этих веществ. В группу проводников входят все металлы, некоторые жидкости и газы.

Так же стоит упомянуть, что среди проводников есть супер проводники, сопротивление которых практически равно нулю, такие материалы очень редки и дороги. И проводники с высоким сопротивлением — вольфрам, молибден, нихром и т.д. Такие материалы используют для изготовления резисторов, нагревательных элементов и спиралей осветительных ламп.

Но львиная доля в электротехнической сфере принадлежит рядовым проводникам: медь, серебро, алюминий, сталь, различные сплавы этих металлов. Эти материалы нашли самое широкое и огромное применение в электротехнике, особенно это касается меди и алюминия, так как они сравнительно дешевы, и их применение в качестве проводников электрического тока наиболее целесообразно. Даже медь ограничена в своем использовании, её применяют в качестве обмоточных проводов, многожильных кабелях, и более ответственных устройствах, еще реже встречаются медные шинопроводы. А вот алюминий считается королем среди проводников электрического тока, пускай он обладает более высоким удельным сопротивлением чем медь, но это компенсируется его весьма низкой стоимостью и устойчивостью к коррозии. Он широко применяется в электроснабжении, в кабельной продукции, в воздушных линиях, шинопроводах, обычных проводах и т.д.

Полупроводники

Полупроводники , что-то среднее между проводниками и полупроводниками. Главной их особенностью является их зависимость проводить электрический ток от внешних условий. Ключевым условием является, наличие различных примесей в материале, которые как раз-таки обеспечивают возможность проводить электрический ток. Так же при определенной компоновку двух полупроводниковых материалов. На основе этих материалов на данный момент, произведено множество полупроводниковых устройств: , светодиоды, транзисторы, семисторы, тиристоры, стабисторы, различные микросхемы. Существует целая наука, посвященная полупроводникам и устройствам на их основе: электронная техника. Все компьютеры, мобильные устройства. Да что там говорить, практически вся наша техника содержит в себе полупроводниковые элементы.

К полупроводниковым материалам относят: кремний, германий, графит, графен, индий и т.д.

Диэлектрики

Ну и последняя группа материалов, это диэлектрики , вещества не способные проводить электрический ток. К таким материалам относят: дерево, бумага, воздух, масло, керамика, стекло, пластмассы, полиэтилен, поливинилхлорид, резина и т.д. Диэлектрики получили широкое применение благодаря своим качествам. Их применяют в качестве изолирующего материала. Они предохраняют соприкосновение двух токоведущих частей, не допускают прямого прикосновения человека с этими частями. Роль диэлектриком в электротехнике не менее важна чем роль проводников, так как обеспечивают стабильную, безопасную работу всех электротехнических и электронных устройств. У всех диэлектриков существует предел, до которого они не способны проводить электрический ток, его называют пробивным напряжением. Это такой показатель, при котором диэлектрик начинает пропускать электрический ток, при этом происходит выделение тепла и разрушение самого диэлектрика. Это значение пробивного напряжения для каждого диэлектрического материала разное и приведено в справочных материалах. Чем он выше, тем лучше, надежней считается диэлектрик.

Параметром, характеризующим способность проводить электрический ток является удельное сопротивление R , единица измерения [ Ом ] и проводимость , величина обратная сопротивлению . Чем выше этот параметр, тем хуже материал проводит электрический ток. У проводников он равен от нескольких десятых, до сотен Ом. У диэлектриков сопротивление достигает десятков миллионов ом.

Все три вида материалов нашли широкое применение в электроэнергетике и электротехнике. А так же тесно взаимосвязаны друг с другом.

Каждый человек, постоянно пользуясь электроприборами, сталкивается с со свойствами электропроводности, а именно:

Все вещества в зависимости от электропроводности делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики:

1. проводники — которые пропускают электрический ток;

2. диэлектрики — обладают изоляционными свойствами;

3. полупроводники — сочетают в себе характеристики первых двух типов веществ и изменяют их в зависимости от приложенного управляющего сигнала.

К проводникам относят те вещества, которые имеют в своей структуре большое количество свободных, а не связанных электрических зарядов, способных начинать движение под воздействием приложенной внешней силы. Они могут быть в твердом, жидком или газообразном состоянии.Самыми отличными проводниками электрического тока являются металлы. Растворы солей и кислот, влажная почва, тела людей и животных — также хорошие проводники электрических зарядов.

Если взять два проводника, между которыми образована разность потенциалов и подключить внутри них металлическую проволоку, то сквозь нее потечет электрический ток. Его носителями станут свободные электроны, не удерживаемые связями атомов. Они характеризуют величину электрической проводимости или способность любого вещества пропускать через себя электрические заряды — ток.

Значение электрической проводимости обратно пропорционально сопротивлению вещества и измеряется соответствующей единицей: сименсом (См).

1 См=1/1 Ом.

В природе носителями зарядов могут быть:

электроны;

ионы;

дырки.

По этому принципу электропроводность подразделяют на:

электронную;

ионную;

дырочную.

Качество проводника позволяет оценить зависимость протекающего в нем тока от значения приложенного напряжения. Ее принято называть по обозначению единиц измерения этих электрических величин — вольтамперной характеристикой.

Проводники с электронной проводимостью (проводники 1-го рода)

Наиболее распространенным представителем этого типа являются металлы. У них электрический ток создается исключительно за счет перемещения потока электронов.

При прохождении электрического тока через металлические проводники не изменяются ни их масса, ни их химический состав. Следовательно, атомы металлов не участвуют в переносе электрических зарядов. Исследования природы электрического тока в металлах показали, что перенос электрических зарядов в них осуществляется только электронами.

Внутри металлов они находятся в двух состояниях:

связанные силами атомного сцепления;

свободные.

Электроны, удерживаемые на орбите силами притяжения ядра атома, как правило, не участвуют в создании электрического тока под действием внешних электродвижущих сил. Иначе ведут себя свободные частицы.

Если к металлическому проводнику не приложена ЭДС, то свободные электроны движутся хаотически, беспорядочно, в любых направлениях. Такое их перемещение обусловлено тепловой энергией. Оно характеризуется различными скоростями и направлениями перемещения каждой частицы в любой момент времени.

Когда к проводнику приложена энергия внешнего поля с напряженностью Е, то на все электроны вместе и каждый в отдельности действует сила, направленная противоположно действующему полю. Она создает строго ориентированное движение электронов, или другим словами — электрический ток.

Вольтамперная характеристика металлов представляет собой прямую линию, укладывающуюся в действие закона Ома для участка и полной цепи.

Кроме чистых металлов электронной проводимостью обладают и другие вещества. К ним относят:

сплавы;

отдельные модификации углерода (графит, уголь).

Все вышеперечисленные вещества, включая металлы, относят к проводникам 1-го рода . У них электропроводность никоим образом не связана с переносом массы вещества за счет прохождения электрического тока, а обусловливается только движением электронов.

Если металлы и сплавы поместить в среду сверхнизких температур, то они переходят в состояние сверхпроводимости.

Проводники с ионной проводимостью (проводники 2-го рода)

К этому классу относятся вещества, у которых электрический ток создается за счет движения зарядов ионами. Они классифицируются как проводники второго рода.

растворы щелочей, кислот солей;

расплавы различных ионных соединений;

различные газы и пары́.

Электрический ток в жидкости

Проводящие электрический ток жидкие среды, в которых происходит электролиз — перенос вещества вместе с зарядами и осаждение его на электродах, принято называть электролитами, а сам процесс — электролизом.

Он происходит под действием внешнего энергетического поля за счет приложения положительного потенциала к электроду-аноду и отрицательного — к катоду.

Ионы внутри жидкостей образуются за счет явления электролитической диссоциации, которая заключается в расщеплении части молекул вещества, обладающих нейтральными свойствами.

Под действием приложенного напряжения к электролиту катионы начинают двигаться строго к катоду, а анионы — к аноду. Таким способом получают химически чистую, без примесей медь, которая выделяется на катоде.

Кроме жидкостей в природе существуют еще твердые электролиты. Их называют суперионными проводниками (супер-иониками), обладающими кристаллической структурой и ионной природой химических связей, обусловливающую высокую электропроводность за счет движения ионов одного типа.

Проводники с дырочной проводимостью

К ним относятся:

германий;

селен;

кремний;

соединения отдельных металлов с теллуром, серой, селеном и некоторыми органическими веществами.

Они получили название полупроводников и относятся к группе №1, то есть не образуют переноса вещества при протекании зарядов. Для увеличения концентрации свободных электронов внутри них необходимо потратить дополнительную энергию на отрыв связанных электронов. Она получила название энергии ионизации.

В составе полупроводника работает электронно-дырочный переход. За счет его полупроводник пропускает ток в одном направлении и блокирует в обратном, когда к нему приложено противоположное внешнее поле.

Структура полупроводника

Проводимость у полупроводников бывает:

1. собственной;

2. примесной.

Первый тип присущ конструкциям, у которых в процессе ионизации атомов своего вещества появляются носители зарядов: дырки и электроны. Их концентрация взаимно уравновешена.

Электроскоп — это простейший прибор для обнаружения электрических зарядов и приблизительного определения их величины.

Простейший школьный электроскоп изображён на рисунке. В нём металлический стержень (3) с листочками (4) пропущен через пластмассовую пробку (5) (втулку), вставленную в металлический корпус (1). Корпус с обеих сторон закрыт стёклами (2).

Если к положительно заряженному электроскопу поднести тело, заряженное таким же знаком, как электроскоп, то его листочки разойдутся сильнее.

Обрати внимание!

Приближая к электроскопу тело, заряженное противоположным по знаку зарядом, заметим, что угол между листочками электроскопа уменьшится.

Таким образом, заряженный электроскоп позволяет обнаружить, каким зарядом наэлектризовано то или иное тело.

По отклонению листочков электроскопа можно определить также, увеличился или уменьшился его заряд. Чем больше угол, на который разойдутся листочки электроскопа при его электризации, тем сильнее он наэлектризован. Значит, тем больший электрический заряд на нём находится.

Существует ещё один вид электроскопа — электрометр .

В нём вместо лепестков на металлическом стержне укреплена стрелочка. Она, заряжаясь от стержня, отталкивается от него на некоторый угол.

По способности передавать электрические заряды вещества делятся на проводники, полупроводники и непроводники электричества.

Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному.

Хорошие проводники электричества — это металлы, почва, вода с растворёнными в ней солями, кислотами или щелочами, графит. Тело человека также проводит электричество. Это можно обнаружить на опыте. Дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Листочки тотчас опустятся. Заряд с электроскопа уходит по нашему телу через пол комнаты в землю.
Из металлов лучшие проводники электричества — серебро, медь, алюминий.

Непроводниками называют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному.

Непроводниками электричества, или диэлектриками, являются эбонит, янтарь, фарфор, резина, различные пластмассы, шёлк, капрон, масла, воздух (газы). Изготовленные из диэлектриков тела называют изоляторами.

Полупроводниками называют тела, которые по способности передавать электрические заряды занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.

К полупроводникам относятся кремний, германий, селен и др. У полупроводников способность проводить электрические заряды резко увеличивается при повышении температуры.

Все материалы, существующие в природе, различаются своими электрическими свойствами. Таким образом, из всего многообразия физических веществ в отдельные группы выделяются диэлектрические материалы и проводники электрического тока.

Что представляют собой проводники?

Проводник – это такой материал, особенностью которого является наличие в составе свободно передвигающихся заряженных частиц, которые распространены по всему веществу.

Проводящими электрический ток веществами являются расплавы металлов и сами металлы, недистиллированная вода, раствор солей, влажный грунт, человеческое тело.

Металл – это самый лучший проводник электрического тока. Также и среди неметаллов есть хорошие проводники, например, углерод.

Все, существующие в природе проводники электрического тока, характеризуются двумя свойствами:

  • показатель сопротивления;
  • показатель электропроводности.
Сопротивление возникает из-за того, что электроны при движении испытывают столкновение с атомами и ионами, которые являются своеобразным препятствием. Именно поэтому проводникам присвоена характеристика электрического сопротивления. Обратной сопротивлению величиной является электропроводность.

Электропроводность – это характеристика (способность) физического вещества проводить ток. Поэтому свойствами надежного проводника являются низкое сопротивление потоку движущихся электронов и, следовательно, высокая электропроводность. То есть, лучший проводник характеризуется большим показателем проводимости.

Например кабельная продукция : медный кабель обладает большей электропроводностью по сравнению с алюминиевым.

Что представляют собой диэлектрики?

Диэлектрики – это такие физические вещества, в которых при заниженных температурах отсутствуют электрические заряды. В состав таких веществ входят лишь атомы нейтрального заряда и молекулы. Заряды нейтрального атома имеют тесную связь друг с другом, поэтому лишены возможности свободного перемещения по всему веществу.

Самым лучшим диэлектриком является газ. Другие непроводящие электрический ток материалы – это стеклянные, фарфоровые, керамические изделия, а также резина, картон, сухое дерево, смолы и пластмассы.

Диэлектрические предметы – это изоляторы, свойства которых главным образом зависимы от состояния окружающей атмосферы. Например, при высокой влажности некоторые диэлектрические материалы частично лишаются своих свойств.

Проводники и диэлектрики широко используются в сфере электротехники для решения различных задач.

Например, вся кабельно-проводниковая продукция изготавливается из металлов, как правило, из меди или алюминия. Оболочка проводов и кабелей полимерная, также, как и вилках всех электрических приборов. Полимеры – отличные диэлектрики, которые не допускают пропуска заряженных частиц.

Серебряные, золотые и платиновые изделия – очень хорошие проводники. Но их отрицательная характеристика, которая ограничивает использование, состоит в очень высокой стоимости.

Поэтому применяются такие вещества в сферах, где качество гораздо важнее цены, которая за него уплачивается (оборонная промышленность и космос).

Медные и алюминиевые изделия также являются хорошими проводниками, при этом имеют не столь высокую стоимость. Следовательно, использование медных и алюминиевых проводов распространено повсеместно.

Вольфрамовые и молибденовые проводники имеют менее хорошие свойства, поэтому используются в основном в лампочках накаливания и нагревательных элементах высокой температуры. Плохая электропроводность может существенно нарушить работу электросхемы.

Диэлектрики также различаются между собой своими характеристиками и свойствами. Например, в некоторых диэлектрических материалах также присутствуют свободные электрически заряды, пусть и в небольшом количестве. Свободные заряды возникают из-за тепловых колебаний электронов, т.е. повышение температуры все-таки в некоторых случаях провоцирует отрыв электронов от ядра, что понижает изоляционные свойства материала. Некоторые изоляторы отличаются большим числом «оторванных» электронов, что говорит о плохих изоляционных свойствах.

Самый лучший диэлектрик – полный вакуум, которого очень трудно добиться на планете Земля.

Полностью очищенная вода также имеет высокие диэлектрические свойства, но таковой даже не существует в реальности. При этом стоит помнить, что присутствие каких-либо примесей в жидкости наделяет ее свойствами проводника.

Главный критерий качества любого диэлектрического материала – это степень соответствия возложенным на него функциям в конкретной электрической схеме. Например, если свойства диэлектрика таковы, что утечка тока совсем незначительная и не приносит никакого ущерба работе схемы, то диэлектрик является надежным.

Что такое полупроводник?

Промежуточное место между диэлектриками и проводниками занимают полупроводники. Главное отличие проводников заключается в зависимости степени электропроводности от температуры и количества примесей в составе. При том материалу свойственны характеристики и диэлектрика, и проводника.

С ростом температуры электропроводность полупроводников растет, а степень сопротивления при этом падает. При понижении температуры сопротивление стремится к бесконечности. То есть, при достижении нулевой температуры полупроводники начинают вести себя как изоляторы.

Полупроводниками являются кремний и германий.

Проводниками электрического тока могут быть совсем разные вещества. Например, и кусок металлической проволоки, и морская вода являются электропроводниками. Но электроток в них различен по своей природе. Поэтому они разделены на две группы:

  • первого рода с проводимостью, основанной на электронах;
  • второго рода с проводимостью, основанной на ионах.

Электропроводники первого рода это все металлы и углерод. Представителями второго рода являются кислоты, щёлочи, растворы и расплавы солей, которые называют «электролитами».

  • Ток в проводниках течёт при любых значениях напряжения и прямо пропорционален величине напряжения.

Наилучшими электропроводниками при обычных условиях являются серебро, золото, медь и алюминий. Медь и алюминий наиболее широко используются для изготовления различных проводов и кабелей из-за более низкой цены. Хорошим жидким проводником первого рода является ртуть. Хорошо проводит электрический ток и углерод. Но из-за отсутствия гибкости его применение невозможно. Однако созданная относительно недавно форма углерода графен позволяет изготавливать нити и шнуры из нитей.

Но графеновые шнуры имеют сопротивление, которое для токопроводов является недопустимо большим. Поэтому их используют в электронагревателях. В этом качестве графеновый шнур превосходит металлические проволочные аналоги на основе сплава никеля и хрома, поскольку может обеспечить более высокую температуру. Аналогичным образом используются проволочные электропроводники из вольфрама. Из них изготовлены спирали ламп накаливания и электроды газоразрядных ламп. Вольфрам является самым тугоплавким электропроводником.

Процессы в проводниках

Электрический ток, протекающий в проводнике, оказывает на него определённые воздействия. В любом случае происходит увеличение температуры. Но возможны также и химические реакции, которые приводят к изменению физических и химических свойств. Наибольшим изменениям подвержены электропроводники второго рода. Электрический ток в них вызывает электрохимическую реакцию, называемую электролизом.

В результате ионы проводника второго рода получают вблизи электрических полюсов необходимые заряды и восстанавливаются до состояния, которое было до появления кислоты, щёлочи или соли. Электролиз широко используется для получения многих чистых химических веществ из природного сырья. Способом электролиза расплавов получают чистый алюминий и некоторые другие металлы.

Проводники первого и второго рода могут не только проводить электрический ток при подаче на них внешнего напряжения. При взаимодействии, например свинца с кислотой, то есть проводника первого рода с проводником второго рода, возникает электрохимическая реакция, обеспечивающая выделение электрической энергии. На этом основано устройство аккумуляторов .

Электропроводники первого рода также могут изменяться при контакте друг с другом. Например, контакт медного и алюминиевого проводника является плохим решением без специального покрытия его. Влажности воздуха оказывается достаточно для разрушения в месте контакта электрохимической реакцией. Поэтому рекомендуется защищать подобные соединения лаком или аналогичными веществами.

У некоторых проводников первого рода при значительном охлаждении возникает особое состояние, пребывая в котором они не оказывают электрическому току сопротивление. Это явление называется сверхпроводимостью. Классическая сверхпроводимость соответствует значению температуры, близкой к состоянию жидкого гелия. Однако по мере выполнения исследований обнаружились новые сверхпроводники с более высокими значениями температуры.

  • Экономически оправданное использование сверхпроводимости является одной из приоритетных целей современной энергетики.

Электрический ток может течь не только в проводниках первого и второго рода. Есть ещё полупроводники и газы, которые так же проводят электроток. Но это уже совсем другая история…

Диэлектрики: полярные, неполярные, кристаллические; проводники. Поведение вещества(заряда) во внешнем элекрическом поле

Тестирование онлайн

  • Проводники, диэлектрики. Основные понятия

  • Диэлектрики, сферический проводник

Диэлектрики

Это такие вещества, в которых нет свободных зарядов. Заряженные частицы не могут двигаться по всему объему тела. Они способны только смещаться на небольшие расстояния относительно своих равновесных состояний. Не проводят электрический ток.

Диэлектрики бывают: полярными, неполярными, кристаллическими.

У полярных диэлектриков молекула такая, что ее ядро и электроны находятся друг от друга на некотором расстоянии, то есть сдвинуты положительный и отрицательный центры. Поэтому молекулу называют электрическим диполем. К полярным диэлектрикам относятся дистиллированная вода, спирт.

У неполярных диэлектриков молекула симметричная. Вещества: парафин, бензол, азот и др.

Диполь отсутствует.

К кристаллическим диэлектрикам относятся такие вещества, у которых кристаллическую решетку можно рассматривать как две подрешетки — с положительными и отрицательными ионами.

Проводники

Это вещества, в которых есть свободные заряженные частицы (электроны, положительные ионы и отрицательные ионы), способные перемещаться по всему объему вещества. Это металлы, растворы солей, кислот и щелочей и др. Эти вещества проводят электрический ток.

Вещества в электрическом поле

При помещении в электростатическое поле полярного диэлектрика, диполи переориентировываются таким образом, что вектор напряженности E’ внутреннего поля направлен в противоположную сторону относительно вектора напряженности внешнего поля E0.


Поляризация приводит к ослаблению внешнего электрического поля в раз, где — диэлектрическая проницаемость

Аналогичным образом ведут себя кристаллические диэлектрики.

При помещении во внешнее поле неполярного диэлектрика у нейтральных молекул деформируются электронные облака, происходит электронная поляризация.


При помещении проводника все свободные заряды одного знака устремляются в одну сторону, заряды противоположного знака в противоположную сторону, это явление называется электростатической индукцией. Внутреннее поле, которое при этом образуется внутри проводника «гасит» внешнее поле.


Так как свободные заряды концентрируются по краям, а не во всем объеме вещества, как у диэлектриков, то внутри проводника отсутствует электростатическое поле. Напряженность внутри проводника равна нулю. Использование этого свойства называется электростатической защитой. Помещенные внутрь проводника тела не будут испытывать действие внешнего электростатического поля, проводник как бы ограждает.

Проводящая сфера

Рассмотрим проводник сферической формы.

Заряды на поверхности распределяются так, что их плотность больше в точках поверхности, обладающей большей кривизной. По поверхности сферы заряд распределяется равномерно.

А что произойдет, если внутрь сферической оболочки поместить заряд? Индукционные заряды возникнут на ее внутренней поверхности. В этом случае внутри сферы поле будет.

Для равномерно заряженной сферой радиусом R и зарядом q на расстоянии r от центра сферы, справедливы формулы:

Заземление

Благодаря своим огромным размерам Земля действует как резервуар зарядов, принимая и отдавая электроны. Когда мы поднесем к заземленному металлическому предмету отрицательно заряженный стержень, свободные электроны в металле будут отталкиваться и уходить в Землю. Если отсоединить стержень от этого предмета, на металле останется избыточный положительный заряд. Так мы зарядим тело положительным зарядом.

Различные стадии зарядки тела: а) приближая к шарику электроскопа отрицательно заряженный сургуч, мы вызываем на стержне электроскопа положительный заряд, а на его листках — отрицательный заряд; б) не убирая сургуча с отрицательным зарядом, прикасаемся рукой к шарику электроскопа и отводим часть отрицательного заряда электроскопа через свое тело в землю; листки электроскопа спадают; в) убрав палец, а затем убрав сургуч, мы оставляем на электроскопе только положительный заряд, который распределяется между шариком и листками электроскопа.

Упражнения

К металлическому шару, установленному на электроскопе, одновременно прикасаются наэлектризованной эбонитовой палочкой и рукой. Затем отнимают сначала руку, а потом палочку. Какого знака заряд получит электроскоп?

В результате контакта эбонитовой палочки с шаром электроскоп получит небольшой отрицательный заряд, который через руку уйдет в землю. Так как эбонит – диэлектрик, то на остальных участках палочки, которые не контактировали с шаром, отрицательные заряды останутся неподвижными. Они зарядят электроскоп положительным зарядом.


Как известно, заряженный шарик притягивает бумажку. Как изменится сила притяжения, если окружить металлической сферой заряженный шарик? бумажку?

Если окружить шарик концентрической металлической сферой, ничего не изменится: и шарик и металлическая сфера действуют как заряд, сосредоточенный в точке, находящейся в центре шарика. Если окружить сферой бумажку, сила притяжения обратится в ноль: бумажка попадает в «цилиндр Фарадея», зато теперь металлическая сфера и шарик будут притягиваться друг к другу.


Внутрь полой сферы проводящей незаряженной сферы был помещен шарик с зарядом q, после чего сфера была на короткое время соединена с землей, и затем шарик удален из сферы. Какой заряд будет иметь сфера после этих операций? Где и как будет распределен этот заряд? Где и какое будет существовать электрическое поле?

Заряд q. Он будет распределен равномерно по внешней поверхности сферы. Внутри сферы напряженность поля будет равна нулю. Вне сферы будет существовать электрическое поле, подобное полю точечного заряда q, помещенного в центр сферы.


Имеется полая проводящая незаряженная сфера, внутрь которой помещен положительный заряженный шарик. Укажите: а) Где будет существовать электрическое поле? б) Будут ли появляться заряды на сфере? в) Будет ли меняться поле внутри и вне сферы, если перемещать шарик, если шарик оставить неподвижным, а снаружи к сфере поднести заряженное тело?

а) Поле будет существовать внутри и вне сферы; б) на внутренней поверхности появится отрицательный заряд, на внешней — положительный; в) в первом случае будет изменяться электрическое поле только внутри сферы, во втором — только вне сферы.


Диэлектрические свойства — материалы, типы, примеры и применение

Что такое диэлектрический материал?

Диэлектрический материал является плохим проводником электричества, то есть изолятором, что означает, что при приложении напряжения ток не может проходить через материал. Однако в атомном масштабе некоторые корректировки все же происходят. Он поляризован, когда на диэлектрическую поверхность подается напряжение. Поскольку атомы состоят из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, поляризация — это эффект, который слегка смещает электроны в сторону положительного напряжения.Они не перемещаются достаточно далеко, чтобы создать электрический ток через материал — сдвиг микроскопический, но имеет очень важное влияние, особенно при работе с конденсаторами.

После удаления источника напряжения из материала он либо возвращается в исходное неполяризованное состояние, либо остается поляризованным, если молекулярные связи материала слабые. Различие между диэлектрическими элементами и изоляторами не очень хорошо известно. Полностью диэлектрические материалы — это изоляторы, но тот, который легко поляризуется, является хорошим диэлектриком.

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая проницаемость — это способность объекта удерживать столько энергии в форме электрического поля, сколько в той степени, в которой вещество концентрирует электрический поток. Его также можно рассматривать как отношение диэлектрической проницаемости объекта к диэлектрической проницаемости свободного пространства.

Типы диэлектрических материалов

Диэлектрики сгруппированы по типу молекулы, присутствующей в материале. Есть два типа диэлектриков — неполярный диэлектрик и полярный диэлектрик.

Полярный диэлектрик

Центр масс положительных частиц в полярных диэлектриках не совпадает с центром масс отрицательных частиц. Здесь есть дипольный момент. Форма молекул асимметрична. При приложении электрического поля молекулы выравниваются с электрическим полем. Случайный дипольный момент наблюдается, когда электрическое поле убирается, и общий дипольный момент в молекулах становится равным нулю.

Пример: h3O, CO2.

Неполярный диэлектрик

Центр масс положительных и отрицательных частиц совпадает внутри неполярных диэлектриков.У этих молекул нет дипольного момента. Эти молекулы имеют форму симметрии.

Пример: h3, O2, N2.

Пример диэлектрического материала

Диэлектрическим материалом может быть вакуум, твердые вещества, жидкости и газы.

  • Керамика, бумага, слюда, стекло и т. Д. Являются некоторыми примерами твердых диэлектрических материалов.

  • Дистиллированная вода, трансформаторное масло и т. Д. Являются жидкими диэлектрическими материалами.

  • Диэлектрические газы — это азот, сухой воздух, гелий, различные оксиды металлов и т. Д.Идеальный вакуум — тоже диэлектрик.

Применение диэлектрических материалов

  • В конденсаторах для хранения энергии используются диэлектрики.

  • В диэлектрическом резонаторе генератора используется керамический диэлектрик.

  • Диэлектрические материалы с высокой диэлектрической проницаемостью используются для улучшения характеристик полупроводникового прибора.

  • Минеральные масла используются в качестве диэлектрической жидкости в электрических трансформаторах и помогают в процессе охлаждения.

  • Электреты, специально обработанный диэлектрический материал, служат электростатическим эквивалентом магнитов.

  • Пластиковые пленки использовались в качестве пленок в различных областях, таких как изоляция конденсатора между пленками и изоляция пазов во вращающихся электрических машинах.

  • В настоящее время жидкие диэлектрики, в основном углеводородные минеральные масла, используются в основном в качестве изолирующей и охлаждающей среды для трансформаторов, заземляющих реакторов, шунтирующих реакторов, реостатов и т. Д.

Что такое диэлектрические свойства?

Подобно идеальному конденсатору, диэлектрик накапливает и рассеивает электрическую энергию. Основные свойства диэлектрического материала включают электрическую восприимчивость, диэлектрическую поляризацию, диэлектрическую дисперсию, диэлектрическую релаксацию, настраиваемость и т. Д.

Электрическая восприимчивость: электрическая восприимчивость измеряет, насколько легко диэлектрический материал будет поляризован под действием электрического поля. Эта величина также определяет электрическую проницаемость материала.

Диэлектрическая поляризация: Электрический дипольный момент является мерой разделения отрицательных и положительных зарядов в системе. Связь между моментом диполя (M) и электрическим полем (E) приводит к диэлектрическим свойствам. Когда приложенное электрическое поле снимается, атом возвращается в исходное состояние. Это происходит с экспоненциальным спадом. Время, необходимое атому для достижения исходного состояния, называется временем релаксации.

Пробой диэлектрика: Когда применяются более сильные электрические поля, изолятор начинает проводить и действовать как проводник.В этих условиях диэлектрические материалы теряют свои диэлектрические свойства. Это явление называется диэлектрическим пробоем. Это необратимый процесс. Это приводит к разрушению диэлектрического материала.

Диэлектрическая дисперсия: P (t) — максимальная поляризация, достигаемая диэлектриком.

P (t) = P [1-exp (-t / tr)]

tr — время релаксации для конкретного процесса поляризации,

Период релаксации зависит от различных механизмов поляризации.Электронная поляризация, за которой следует ионная поляризация, происходит очень быстро. Поляризация ориентации медленнее, чем ионная поляризация. Поляризация пространственных зарядов происходит очень медленно.

Интересные факты

Типы и свойства диэлектрических материалов для дисплеев

Диэлектрический материал не является проводником электричества, и эти материалы могут быть чрезвычайно поляризованы с помощью электрического поля для хранения электрического заряда. Диэлектрический материал рассеивает и сохраняет электрический заряд, как в идеальном конденсаторе.Есть два типа диэлектрических материалов дисплея: полярные и неполярные. Диэлектрические материалы дисплея используются в таких приложениях, как OLED, LED, LCD и т. Д.

Princy A. J | 4 июня 2020 г.

Материалы классифицируются как изоляторы, проводники и полупроводники на основе их электропроводящих свойств. В электрическом поле атомы в материале испытывают определенные изменения и смещения свойств.Согласно эксперименту, проведенному Эвальдом Георгом фон Клейстом в октябре 1745 года, он показал, что энергия может храниться. Основываясь на этом эксперименте, Питер ван Мушенбрук изобрел «Лейденскую банку», которая считается первым конденсатором. «Диэлектрик» был следующим изобретением, которое поддержало новое свойство материала.

Диэлектрические материалы — это вещества, которые плохо проводят электричество, и эти материалы могут быть сильно поляризованы с помощью электрического поля для хранения электрической энергии. Когда диэлектрические материалы помещены в приложенное электрическое поле, электрический материал может сместиться из положения равновесия из-за непрохождения электричества к этим материалам.Это смещение называется электрической поляризацией. Согласно обзору аналитика Research Dive, диэлектрические материалы обладают постоянным электрическим дипольным моментом, который представляет собой единицу, которая может разделять положительные и отрицательные заряды на небольшое расстояние. Диэлектрические материалы в основном используются в таких дисплеях, как OLED, LED, LCD и другие.

Свойства диэлектрических материалов дисплея

Уильям Уэвелл был первым человеком, который представил миру термин «диэлектрик», который представляет собой группу двух слов — «диа» и «электрический».Для идеального диэлектрического материала электропроводность равна нулю. Диэлектрический материал рассеивает и сохраняет электрический заряд, аналогичный идеальному конденсатору. Основными свойствами диэлектрического материала дисплея являются диэлектрическая поляризация, электрическая восприимчивость, диэлектрическая дисперсия, устойчивость, диэлектрическая релаксация и т. Д.

• Диэлектрическая поляризация

Электрический дипольный момент — это мера разделения положительного и отрицательного заряда в системе.При приложении к электрическому полю связь между электрическим полем (E) и дипольным моментом (M) приводит к возникновению диэлектрических свойств, и предметы возвращаются в исходное состояние. Это время, необходимое атому для достижения исходного состояния, называется временем релаксации.

• Электрическая восприимчивость

Электрическая восприимчивость используется для измерения того, насколько легко диэлектрические материалы могут быть сильно поляризованы под действием электрического поля. Этой величиной можно определить электрическую проницаемость этих материалов.

• Полная поляризация

Два фактора, которые являются двумя факторами, определяющими поляризацию диэлектрических материалов:

  1. Формирование дипольного момента а,
  2. Их направление связано с электрическим полем.

По типу элементарного диполя может быть либо ионная поляризация, либо электронная поляризация. Pe (Электронная поляризация) возникает, когда дипольный момент состоит из нейтральных частиц.С другой стороны, электронная поляризация или Pi (ионная поляризация) не зависят от температуры.

• Пробой диэлектрика

Изолятор начинает вести себя как проводник при приложении более сильных электрических полей. Диэлектрические свойства теряются диэлектрическими материалами в таких условиях, что известно как диэлектрический пробой. Этот процесс необратим, так как приводит к выходу диэлектрических материалов из строя.

Типы диэлектрических материалов

В зависимости от типа молекулы, присутствующей в материалах, диэлектрики подразделяются на два типа — полярные и неполярные диэлектрические материалы.

1. Полярные диэлектрические материалы

В этом типе диэлектрических материалов центр масс отрицательных частиц не совпадает с центром масс положительных частиц. Форма молекул асимметрична и дипольный момент здесь присутствует. Молекулы выстраиваются при приложении электрического поля. Однако при снятии электрического поля обнаруживается случайный дипольный момент, в результате чего общий дипольный момент становится равным нулю.Примеры: CO2, h3O и т. Д.…

2. Неполярные диэлектрические материалы

В этом типе диэлектрических материалов центр масс отрицательных и положительных частиц совпадает. У этих молекул нет дипольного момента, и они симметричны по форме. Примеры: O2, N2, h3 и т. Д.

Примеры диэлектрических материалов

Диэлектрическими материалами могут быть вакуум, газы, жидкости и твердые тела. Твердые диэлектрические материалы широко используются в электротехнике.Некоторыми примерами этих материалов являются стекло, керамика, фарфор, бумага и т. Д. Оксиды некоторых металлов, азот, сухой воздух и гексафторид серы являются некоторыми примерами газообразных диэлектрических материалов. Трансформаторное масло, дистиллированная вода — распространенные примеры жидких диэлектрических материалов.

диэлектриков | Диэлектрические материалы | Solartron Analytical

Методы: I-V, C-V, P-E, импеданс, емкость, диэлектрическая проницаемость, диэлектрическая проницаемость / потери, размер зерна
Приложения: Память ПК, FeRAM, исполнительные механизмы, акселерометры, микрофоны, струйные головки, датчики
Типы: Сегнетоэлектрик, пьезоэлектрик, MEM, NEM, мультиферроики, тонкая пленка, PZT, титанат бария, перовскит, высокий K, низкий K

Диэлектрические материалы — это непроводники электричества (электрические изоляторы), которые могут сильно поляризоваться электрическим полем (это выражается как диэлектрическая постоянная материала).Заряды в диэлектрических материалах могут быть смещены из положения равновесия электрическим полем, и в некоторых случаях заряды также могут быть выровнены относительно приложенного поля, но не проходят через материал. При снятии электрического поля материал возвращается в исходное состояние, и время, необходимое для этого, называется периодом релаксации, который является характеристикой диэлектрического материала. Типичные испытания включают приложение переменного электрического поля (форма волны переменного тока) и мониторинг релаксации материала в зависимости от его диэлектрической проницаемости (емкости и проводимости) по сравнению сприменяемая частота переменного тока.

Диэлектрические материалы используются во многих приложениях, таких как:

  • Электронные компоненты, такие как конденсаторы (отвечающие за свойства накопления энергии устройства)
  • Материалы с высоким / низким содержанием K, широко используемые в полупроводниках для повышения производительности и уменьшения размера устройства (где K означает диэлектрическую проницаемость или диэлектрическую проницаемость)
  • Диэлектрические материалы также используются в дисплеях (например, жидкокристаллических ЖК-дисплеях)
  • Пьезоэлектрики / сегнетоэлектрики / МЭМ материалы также являются диэлектриками
  • Керамика и полимеры также часто обладают диэлектрическими свойствами
  • Многие другие материалы / приложения

Ассортимент оборудования для испытания материалов Solartron Analytical идеально подходит для определения характеристик диэлектрических материалов.Ключевыми элементами тестирования являются частотный диапазон, диапазон электрического воздействия, диапазон измеряемого импеданса / диэлектрической проницаемости / емкости, точность измерений (особенно при экстремальных уровнях импеданса), контроль применяемой температуры и использование соответствующих держателей образцов.

Solartron Analytical предоставляет следующие испытательные системы для определения характеристик этих материалов:

    Тестовая система ModuLab XM MTS обеспечивает полную характеристику устройств переменного тока и во временной области с использованием широкого диапазона опций Plug and Play.
  • Фазовый анализатор импеданса и усиления модели 1260A широко упоминается в публикациях и может измерять емкость / C-V / импеданс / Mott-Schottky в диапазоне от 10 мкГц до 32 МГц (более 12 декад частоты), что позволяет полностью определять характеристики диэлектрических материалов.
  • Диэлектрическая интерфейсная система модели 1296A расширяет диапазон импеданса 1260A до более 100 ТОм для тестирования керамических изоляторов и диэлектриков, а также обеспечивает большую точность измерения амплитуды и фазы за счет использования методов образца / эталона, уменьшая ошибки из-за кабелей.
  • Опции контроля температуры, включая криостаты и печи, доступны для всех вышеперечисленных измерительных систем, которые обеспечивают автоматический контроль температуры образца с ПК и позволяют полностью определять характеристики материала.

Диэлектрическая проницаемость — обзор

Диэлектрическая проницаемость отражает полярность жидкости и имеет первостепенное значение для оценки свойств воды как растворителя.Обычно диэлектрическую проницаемость можно определить как отношение абсолютной диэлектрической проницаемости вещества к абсолютной диэлектрической проницаемости свободного пространства. В условиях окружающей среды диэлектрическая проницаемость жидкой воды составляет около 78,4 (Fernandez et al., 1995, 1997). В этом состоянии жидкая вода плохо смешивается с углеводородами и газами. Напротив, жидкая вода является хорошим растворителем для полярных материалов из-за ее высокой диэлектрической проницаемости (Meyer et al., 1992; Wagner and Kretzschmar 2008). С повышением давления и температуры диэлектрическая проницаемость жидкой воды существенно уменьшается.Вода имеет гораздо более низкую диэлектрическую проницаемость в докритических условиях по сравнению с водой в условиях окружающей среды. Это приводит к тому, что субкритическая вода становится удобным растворителем для гидрофобных органических соединений (Carr et al., 2011). На рис. 3.3 показана диэлектрическая проницаемость воды как функция температуры при постоянном давлении (Akizuki et al., 2014). Как показано на этом рисунке, диэлектрическая проницаемость воды резко уменьшается с увеличением температуры воды. Диэлектрическая проницаемость воды при температурах 280 и 300 ° C при давлении 25 МПа аналогична этанолу и ацетону (Kritzer, Dinjus, 2001).Что касается разжижения биомассы, не слишком низкая диэлектрическая проницаемость воды может способствовать ионным реакциям, в результате чего субкритическая вода является благоприятной реакционной средой для реакций синтеза, а также реакций разложения (Kruse and Dinjus, 2007). В сверхкритической области диэлектрическая проницаемость снижается до очень низкого уровня, превращаясь в неполярный растворитель, способствующий реакциям свободных радикалов. Следовательно, сверхкритическая вода становится плохим растворителем для ионных и высокополярных материалов при низких плотностях.Соответственно, он становится полностью смешиваемым со многими органическими соединениями и большинством газов (Rebert and Kay, 1959; Connolly, 1966; Gao et al., 1994). Вода в сверхкритическом состоянии ведет себя как многие органические растворители, которые могут полностью растворять органические соединения, образуя единую жидкую фазу. Эта полная смешиваемость делает воду в сверхкритическом состоянии отличной средой для гомогенных реакций органических соединений. Кроме того, однофазная сверхкритическая вода также приводит к быстрой и полной реакции органических соединений (Kritzer, Dinjus, 2001; Barner et al., 1992; Глойна и др., 1994; Глойна и Ли, 1993; Hodes et al., 2004).

Рисунок 3.3. Диэлектрическая проницаемость чистой воды как функция температуры.

Быстрый ответ: каковы диэлектрические свойства твердых тел

Диэлектрические материалы — это электрические изоляторы, которые могут поляризоваться под действием электрического поля. Диэлектрические свойства твердых тел обычно проявляются в изоляторах.

Каковы свойства диэлектрика?

Свойства диэлектрического материала

  • Энергетическая щель в диэлектрических материалах очень велика.
  • Температурный коэффициент сопротивления отрицательный, а сопротивление изоляции высокое.
  • Диэлектрические материалы обладают высоким удельным сопротивлением.
  • Притяжение между электронами и родительским ядром очень сильное.

Каковы три основных электрических свойства, по которым классифицируются твердые тела?

Мы знаем о физических свойствах твердых тел. Нравится то, что они имеют определенную форму и объем. Но электрические свойства твердых тел в значительной степени зависят от их состава и химической структуры.Они делятся на три группы — проводники, полупроводники и изоляторы.

Является ли молоко хорошим проводником электричества?

Молоко является хорошим проводником электричества, поскольку оно содержит воду и кислоту. Таким образом, из-за присутствия в молоке воды и молочной кислоты он является хорошим проводником электричества.

Где используется диэлектрик?

Диэлектрические материалы используются во многих приложениях, таких как: Электронные компоненты, такие как конденсаторы (отвечающие за свойства накопления энергии устройства) Материалы с высоким / низким K, широко используемые в полупроводниках для повышения производительности и уменьшения размера устройства (где K означает к диэлектрической проницаемости или диэлектрической проницаемости)

Какой тип диэлектрика?

Диэлектрические материалы делятся на типы в зависимости от их состояния — твердые, жидкие или газообразные.Каждый тип имеет разные диэлектрические свойства и, в зависимости от состояния, разные области применения.

Материал какого типа диэлектрик?

На практике большинство диэлектрических материалов твердые. Примеры включают фарфор (керамику), слюду, стекло, пластмассы и оксиды различных металлов. Некоторые жидкости и газы могут служить хорошими диэлектрическими материалами. Сухой воздух является отличным диэлектриком и используется в конденсаторах переменной емкости и некоторых типах линий передачи.

Все ли проводники сплошные?

В проводнике электрический ток может течь свободно, а в изоляторе — нет.Металлы, такие как медь, являются типичными проводниками, в то время как большинство неметаллических твердых веществ считаются хорошими изоляторами, имеющими чрезвычайно высокое сопротивление потоку заряда через них.

Почему в конденсаторе используется диэлектрик?

(b) Диэлектрик снижает напряженность электрического поля внутри конденсатора, что приводит к уменьшению напряжения между пластинами при одинаковом заряде. Конденсатор сохраняет тот же заряд при меньшем напряжении, что означает, что он имеет большую емкость из-за диэлектрика.

Является ли медь диэлектрическим материалом?

Медь не является диэлектриком.

Что такое диэлектрическая проницаемость воды?

Диэлектрик — это материал, который сам поляризуется под воздействием внешнего электрического поля. Диэлектрическая проницаемость чистой воды при 20 ° C составляет 80,1.

Почему он называется диэлектрическим?

Уэвелл придумал слово «диэлектрик», объединив греческое «диа = сквозной» и «электрический». Это слово было сокращено до «диэлектрика», чтобы его было легче произносить.В отличие от электрического проводника, который исключает электрическое поле, диэлектрический материал позволяет электрическому полю проходить через него.

Зачем нам диэлектрическая проницаемость?

Диэлектрическая постоянная материала определяет количество энергии, которое конденсатор может хранить при приложении напряжения. Диэлектрический материал становится поляризованным при воздействии электрического поля. Когда возникает поляризация, эффективное электрическое поле уменьшается.

Является ли золото диэлектриком?

Они отличаются высокой оптической проводимостью и химической инертностью в условиях окружающей среды.К сожалению, модели диэлектрической проницаемости, успешно используемые для серебра (например, [2, 47]), для золота, как известно, не идеальны для пороговой энергии 1,8 эВ.

Как проводится испытание на диэлектрическую прочность?

Испытание на выдерживаемое напряжение выполняется с помощью источника высокого напряжения и измерителей напряжения и тока. Для выполнения этого теста часто используется один инструмент, называемый «набором для испытания под давлением» или «высоковольтным тестером». Он подает на устройство необходимое напряжение и контролирует ток утечки. Ток может вызвать срабатывание индикатора неисправности.

Является ли вода диэлектриком?

Воду можно рассматривать как диэлектрик, потому что она имеет хорошее значение относительной диэлектрической проницаемости (около 80 градусов при 20 ° C). Вода оказывается диэлектриком из-за связанной с ней диэлектрической поляризации (это электрический диполь, высокополярная молекула и даже вращается, выравниваясь в направлении поля).

Является ли алкоголь проводником электричества?

Нет, для того, чтобы раствор проводил электричество, необходимо присутствие свободных ионов, следовательно, спирт, который не ионизируется, является плохим проводником электричества.Нет. В чистом спирте нет свободных ионов, переносящих электрические заряды.

Что подразумевается под диэлектрическими потерями?

Диэлектрические потери, потеря энергии, которая идет на нагрев диэлектрического материала в переменном электрическом поле. Например, конденсатор, включенный в цепь переменного тока, попеременно заряжается и разряжается каждый полупериод. Диэлектрические потери зависят от частоты и материала диэлектрика.

Какие свойства диэлектрических материалов имеют?

Диэлектрик, изоляционный материал или очень плохой проводник электрического тока.Когда диэлектрики помещены в электрическое поле, в них практически не протекает ток, потому что, в отличие от металлов, они не имеют слабосвязанных или свободных электронов, которые могут дрейфовать через материал. Вместо этого возникает электрическая поляризация.

Каковы свойства твердого тела?

Solid характеризуются жесткостью конструкции и устойчивостью к изменениям формы или объема. В отличие от жидкости, твердый объект не течет, принимая форму своего сосуда, и не расширяется, чтобы заполнить весь доступный ему объем, как газ.

Спирт хорошо проводит тепло?

Поскольку спирт является плохим проводником тепла, как он измеряет температуру? Это может быть плохой проводник тепла, но он проводит, и его объем изменяется, когда он нагревается, поэтому он работает, чтобы изменить место, где остается мениск, показывая температуру.

Является ли уксус хорошим проводником электричества?

Уксус — это водный раствор уксусной кислоты, который получают путем ферментации этанола или сахаров. Следовательно, можно сказать, что уксус является хорошим проводником электричества.

Что такое диэлектрик и его виды?

Диэлектрическая проницаемость — это способность объекта удерживать столько энергии в форме электрического поля, сколько в той степени, в которой вещество концентрирует электрический поток. Есть два типа диэлектриков — неполярный диэлектрик и полярный диэлектрик.

Какой диэлектрический материал лучше всего?

Твердые диэлектрики, возможно, являются наиболее часто используемыми диэлектриками в электротехнике, а многие твердые тела являются очень хорошими изоляторами.Некоторые примеры включают фарфор, стекло и большинство пластмасс. Воздух, азот и гексафторид серы — три наиболее часто используемых газообразных диэлектрика.

Является ли серебро диэлектриком?

Серебро — диэлектрический материал. Диэлектрические материалы поляризуются в электрическом поле. Они используются для увеличения емкости конденсатора.

Разница между диэлектриком и конденсатором

Конденсатор — это электрическое устройство, которое накапливает электрический заряд, а диэлектрик — это материал, не пропускающий ток.Диэлектрики часто называют изоляторами, поскольку они противоположны проводникам. Все электроны в диэлектрическом материале прочно связаны со своим родительским ядром, поэтому свободные электроны не могут переносить ток. Таким образом, электрическая проводимость диэлектриков очень низкая. Давайте внимательно посмотрим, как они связаны друг с другом и чем они отличаются по функциям, свойствам и использованию.

Что такое диэлектрик?

Диэлектрик — это изолирующий материал с плохой проводимостью электрического тока, но эффективно поддерживающий электростатические поля.Это среда или вещество, способное выдерживать высокое электрическое напряжение без заметной проводимости. При приложении напряжения энергия в виде электрического заряда удерживается диэлектриком. Большая часть этой энергии сохраняется при снятии напряжения. Диэлектрический материал представляет собой более или менее изолирующий материал, который становится поляризованным при контакте с электрическим полем. Как и любой материал, диэлектрик представляет собой совокупность ионов с положительными и отрицательными зарядами, которые уравновешивают друг друга, обеспечивая электрическую нейтральность.Из-за диэлектрической поляризации положительные заряды смещаются в направлении электрического поля, а отрицательные заряды смещаются в направлении, противоположном полю.

Что такое конденсатор?

Конденсатор — это двусторонний электрический компонент, состоящий из пары проводников, разделенных диэлектрическим изолятором. Это один из основных пассивных компонентов, способных накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Их особенность делает их способность накапливать электрическую энергию.Конденсатор — это один из трех основных компонентов цепи, наряду с резисторами и индукторами. Он удерживает электрический заряд, когда на него подается напряжение, и высвобождает заряд по мере необходимости. Конденсаторы встречаются повсеместно на высокоскоростных печатных платах, но инженеры часто не полностью понимают их электрические характеристики. Хотя конденсаторы различаются по размеру и форме, основная конфигурация остается той же, то есть два проводника несут одинаковые, но противоположные заряды. Конденсаторы в основном характеризуются материалом, из которого изготовлен их диэлектрик: переменный воздух, бумага, слюда, керамика, пластик, оксид титана и электролитический.

Разница между диэлектриком и конденсатором

  1. Основы диэлектрических стихов Конденсатор

— Диэлектрик — это изолирующий материал с плохой проводимостью электрического тока, но эффективно поддерживающий электростатические поля. Это среда или вещество, способное выдерживать высокое электрическое напряжение без заметной проводимости.

Конденсатор, с другой стороны, представляет собой двусторонний электрический компонент, состоящий из пары проводников, разделенных диэлектрическим изолятором.Это один из основных пассивных компонентов, способных накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Конденсатор — это один из трех основных компонентов цепи, наряду с резисторами и индукторами.

  1. Функция диэлектрической стихии Конденсатор

— Конденсаторы используются в большинстве электрических цепей для хранения электроэнергии и возврата энергии в цепь при необходимости. Проще говоря, основная функция конденсатора — хранить энергию.Существуют разные формы конденсаторов, которые можно использовать для выполнения различных функций в разных схемах.

Диэлектрические материалы имеют очень высокое удельное сопротивление по сравнению с проводниками, поэтому они используются для разделения проводников с разными потенциалами, например обкладок конденсаторов или линий электропередач. Когда между заряженными пластинами помещается диэлектрик, емкость системы увеличивается.

  1. Свойства диэлектрических стихий Конденсатор

— Диэлектрики — это неметаллические материалы с высоким сопротивлением и очень большой запрещенной зоной.Диэлектрическая постоянная материала определяет способность конденсатора накапливать энергию при приложении к нему напряжения. Все электроны в диэлектрическом материале прочно связаны со своим родительским ядром. В отсутствие свободных электронов, переносящих ток, электрическая проводимость становится очень низкой.

Свойство конденсаторов заключается в том, чтобы накапливать энергию в электрическом поле и увеличивать и усиливать эффект емкости. Емкость — это свойство конденсатора, которое сопротивляется изменению напряжения на нем.

  1. Применения диэлектрика и конденсатора

— Конденсаторы чаще всего используются для накопления энергии. Конденсаторы обычно используются в электронных схемах для различных задач, таких как обеспечение гибких возможностей фильтрации, сглаживания, накопления энергии, снижения шума, настройки схемы и многого другого. Конденсаторы дополнительно используются в приложениях для согласования мощности, связи или развязки сигналов, дистанционного зондирования и сглаживания источников питания.

Основное применение диэлектриков — изготовление конденсаторов.Диэлектрический материал имеет очень высокое удельное сопротивление, поэтому используется для разделения проводников с разными потенциалами, таких как пластины конденсатора или линии электропередач.

Диэлектрик и конденсатор: сравнительная таблица

Резюме диэлектрических стихов Конденсатор

Конденсатор — один из самых основных пассивных компонентов, способных накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Свойство конденсаторов заключается в том, чтобы накапливать энергию в электрическом поле и увеличивать и усиливать эффект емкости.Он состоит из двух проводящих пластин, разделенных изоляционным материалом, называемым диэлектриком. Диэлектрик — это просто еще один термин для обозначения изолятора. Как и любой материал, диэлектрик представляет собой совокупность ионов с положительными и отрицательными зарядами, которые уравновешивают друг друга, обеспечивая электрическую нейтральность. Основным свойством диэлектрического материала является его способность выдерживать высокие электрические нагрузки, рассеивая при этом минимальную энергию в виде тепла.

Сагар Хиллар — плодовитый автор контента / статей / блогов, работающий старшим разработчиком / писателем контента в известной фирме по обслуживанию клиентов, базирующейся в Индии.У него есть желание исследовать разноплановые темы и разрабатывать высококачественный контент, чтобы его можно было лучше всего читать. Благодаря его страсти к писательству, он имеет более 7 лет профессионального опыта в написании и редактировании услуг на самых разных печатных и электронных платформах.

Вне своей профессиональной жизни Сагар любит общаться с людьми из разных культур и происхождения. Можно сказать, что он любопытен по натуре. Он считает, что каждый — это опыт обучения, и это приносит определенное волнение, своего рода любопытство, чтобы продолжать работать.Поначалу это может показаться глупым, но через некоторое время это расслабляет и облегчает начало разговора с совершенно незнакомыми людьми — вот что он сказал ».

Последние сообщения Сагара Хиллара (посмотреть все)

: Если вам понравилась эта статья или наш сайт. Пожалуйста, расскажите об этом. Поделитесь им с друзьями / семьей.

Cite
APA 7
Khillar, S. (10 июня 2019 г.). Разница между диэлектриком и конденсатором. Разница между похожими терминами и объектами.http://www.differencebetween.net/science/physics-science/difference-between-dielectric-and-capacitor/.
MLA 8
Хиллар, Сагар. «Разница между диэлектриком и конденсатором». Разница между похожими терминами и объектами, 10 июня 2019 г., http://www.differencebetween.net/science/physics-science/difference-between-dielectric-and-capacitor/.

Определение, единицы, формулы, пластические значения и перечень материалов

Что такое диэлектрическая постоянная?


Диэлектрическая постоянная (Dk) пластика, диэлектрика или изоляционного материала может быть определена как отношение заряда, накопленного в изоляционном материале, расположенном между двумя металлическими пластинами, к заряду, который может сохраняться при замене изоляционного материала вакуумом или воздухом. .Его также называют электрической диэлектрической проницаемостью или просто диэлектрической проницаемостью .

А, иногда , относительная диэлектрическая проницаемость , потому что она измеряется относительно диэлектрической проницаемости свободного пространства (ε 0 ).

Диэлектрическая проницаемость характеризует способность пластиков накапливать электрическую энергию. Типичные значения ε для диэлектриков:

Материал Диэлектрическая проницаемость (ε)
Вакуум 1.000
Сухой воздух 1,0059
Пенополиэтилен 1,6
Фторполимеры 2,0
Полипропилен 2,1
Бутилкаучук 2,3
SBR 2,9
Силиконовая резина 3,2
Оргстекло 3,4
ПВХ 4.0
Стекло 3,8-14,5
Дистиллированная вода ~ 80

Диэлектрическая проницаемость 2 означает, что изолятор будет поглощать в два раза больше электрического заряда, чем вакуум.

Области применения включают:

  • Использование материалов в производстве конденсаторов, используемых в радиоприемниках и другом электрическом оборудовании. Обычно используется разработчиками схем для сравнения различных материалов печатных плат.
  • Разработка материалов для накопителей энергии приложений.

Например, диэлектрические композиты на полимерной основе весьма желательны для различных применений: от электронных корпусов, , встроенных конденсаторов до накопителей энергии. Эти композиты обладают высокой гибкостью при низкой температуре процесса и обладают относительно высокой диэлектрической проницаемостью, низкими диэлектрическими потерями и высокой диэлектрической прочностью.

Подробнее о диэлектрической проницаемости:

»Значения диэлектрической проницаемости некоторых пластмасс
» Как рассчитать диэлектрическую постоянную пластмасс
»Диэлектрическая проницаемость полярных и неполярных полимеров

»Факторы, влияющие на диэлектрическую проницаемость

Как рассчитать диэлектрическую проницаемость?


Другими словами, диэлектрическая постоянная также может быть определена как отношение емкости, индуцированной двумя металлическими пластинами с изолятором между ними, к емкости тех же пластин с воздухом или вакуумом между ними.

Изоляционный материал с более высокой диэлектрической постоянной необходим, когда он будет использоваться в приложениях E&E , где требуется высокая емкость.
Если материал будет использоваться в строго изоляционных целях, было бы лучше иметь более низкую диэлектрическую проницаемость.

Формула диэлектрической проницаемости :

Где:
  • C = емкость с использованием материала в качестве диэлектрического конденсатора
  • C 0 = емкость с использованием вакуума в качестве диэлектрика
  • ε 0 = Проницаемость свободного пространства (8.85 x 10 -12 Ф / м, т. Е. Фарад на метр)
  • A = Площадь поперечного сечения пластины / образца
  • T = Толщина образца

Единицы диэлектрической постоянной : Это электрическое свойство является безразмерной мерой.

Наиболее часто используемые стандартные тесты для расчета диэлектрической проницаемости пластмасс — это ASTM D2520, ASTM D150 или IEC 60250 (конечно, существует несколько других методов, но они здесь не обсуждаются).

Метод включает:

Образец помещается между двумя металлическими пластинами и измеряется емкость.Второй цикл измеряется без образца между двумя электродами. Отношение этих двух величин и есть диэлектрическая проницаемость.

  • Тест может проводиться на разных частотах, часто в диапазоне от 10 Гц до 2 МГц
  • Образец должен быть плоским и крупнее круглых электродов диаметром 50 мм (2 дюйма), используемых для измерения.

Полярный пластик против неполярного пластика


Диэлектрические свойства полимера во многом зависят от его структуры.Структура определяет, является ли полимер полярным или неполярным, и это, в свою очередь, определяет электрические свойства полимера.
  • В полярных полимерах (ПММА, ПВХ, нейлон, ПК и т. Д.) Диполи создаются из-за дисбаланса в распределении электронов. Эти диполи имеют тенденцию выравниваться в присутствии электрического поля. Следовательно, это создает дипольную поляризацию материала, что делает эти материалы лишь умеренно хорошими в качестве изоляторов.

  • В то время как неполярные полимеры (ПТФЭ, ПП, ПЭ, ПС) имеют симметричные молекулы и действительно ковалентны.В них нет полярных диполей, и, следовательно, в присутствии электрического поля диполи не выравниваются. Однако небольшая поляризация электронов возникает из-за движения электронов в направлении электрического поля, которое фактически мгновенно. Эти полимеры обладают высоким удельным сопротивлением и низкой диэлектрической проницаемостью.

Полярные пластмассы имеют свойство поглощать влагу из атмосферы. Присутствие влаги увеличивает диэлектрическую проницаемость и снижает удельное сопротивление.С повышением температуры происходит более быстрое движение полимерных цепей и быстрое выравнивание диполей. Это неизменно увеличивает значения диэлектрической проницаемости полярных пластиков.

Неполярные пластмассы не подвержены воздействию влаги и повышения температуры.

Факторы, влияющие на диэлектрическую проницаемость


  • Частота — диэлектрическая проницаемость резко уменьшается с увеличением частоты
  • Влажность и температура
  • Напряжение
  • Структура и морфология (см. Полярные пластмассы и неполярные пластмассы)
  • Наличие в пластике других материалов
  • Выветривание и разрушение

Найдите коммерческие марки, соответствующие вашим целевым электрическим свойствам, с помощью фильтра « Property Search — Диэлектрическая постоянная » в базе данных Omnexus Plastics:

Значения диэлектрической проницаемости некоторых пластмасс


Щелкните, чтобы найти полимер, который вы ищете:
A-C | E-M | PA-PC | PE-PL | ПМ-ПП | PS-X
Название полимера Мин. Значение Максимальное значение
ABS — Акрилонитрилбутадиенстирол 2.70 3,20
Огнестойкий ABS 2,80 3,00
АБС для высоких температур 2,40 5,00
АБС ударопрочный 2,40 5,00
Смесь АБС / ПК — Смесь акрилонитрилбутадиенстирола / поликарбоната 2,90 3,20
Смесь АБС / ПК, 20% стекловолокна 3,10 3.20
Смесь аморфного ТПИ, сверхвысокого нагрева, химическая стойкость (стандартный поток) 3,50 3,50
ASA — Акрилонитрилстиролакрилат 3,30 3,80
Смесь ASA / PC — Смесь акрилонитрил-стиролакрилата / поликарбоната 3,00 3,40
ASA / PC огнестойкий 3,20 3,20
CA — Ацетат целлюлозы 3.00 8,00
CAB — Бутират ацетата целлюлозы 3,00 7,00
CP — пропионат целлюлозы 3,00 4,00
ХПВХ — хлорированный поливинилхлорид 3,00 6,00
ECTFE 2,57 2,59
ETFE — этилентетрафторэтилен 2,60 2.60
EVA — этиленвинилацетат 2,50 3,00
EVOH — Этиленвиниловый спирт 4,80 5,60
FEP — фторированный этиленпропилен 2,10 2,10
HDPE — полиэтилен высокой плотности 2,30 2,30
HIPS — ударопрочный полистирол 2,40 4.80
HIPS огнестойкий V0 2,00 3,00
LCP — Жидкокристаллический полимер 3,30 3,30
LCP Армированный стекловолокном 3,00 4,00
LCP Минеральный наполнитель 3,00 5,90
LDPE — полиэтилен низкой плотности 2,30 2,30
ЛПЭНП — линейный полиэтилен низкой плотности 2.30 2,30
MABS — Прозрачный акрилонитрилбутадиенстирол 2,80 3,00
PA 11 — (Полиамид 11) 30% армированный стекловолокном 4,80 4,80
PA 11, токопроводящий 3,00 9.00
PA 11, гибкий 3,00 9.00
PA 11, жесткий 3,00 9.00
PA 12 (Полиамид 12), проводящий 3,00 9.00
PA 12, армированный волокном 3,00 9.00
PA 12, гибкий 3,00 9.00
PA 12, со стекловолокном 3,00 9.00
PA 12, жесткий 3,00 9.00
PA 46 — Полиамид 46 3.40 3,80
PA 46, 30% стекловолокно 4,00 4,60
PA 6 — Полиамид 6 4,00 5,00
PA 6-10 — Полиамид 6-10 3,00 4,00
PA 66 — Полиамид 6-6 4,00 5,00
PA 66, 30% стекловолокно 3,50 5,60
PA 66, 30% Минеральное наполнение 4.00 5,00
PA 66, ударно-модифицированная, 15-30% стекловолокна 3,40 4.20
PA 66, модифицированный при ударе 2,90 5,00
PAI — Полиамид-имид 3,90 7.30
PAI, 30% стекловолокно 4.20 6,50
PAR — Полиарилат 3,30 3,30
PARA (Полиариламид), 30-60% стекловолокна 3.90 4,50
PBT — полибутилентерефталат 2,90 4,00
PBT, 30% стекловолокно 3,00 4,00
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно 3,00 3,50
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно огнестойкое 3,00 3,80
PC — Поликарбонат, жаростойкий 2.80 3,80
Смесь ПК / ПБТ — Смесь поликарбоната / полибутилентерефталата 2,95 3,14
Смесь ПК / ПБТ, стеклянное наполнение 3,30 3,90
PCTFE — Полимонохлортрифторэтилен 2,00 3,00
PE — Полиэтилен 30% стекловолокно 2,70 2,80
PEEK — Полиэфирэфиркетон 3.20 3,20
PEEK, армированный 30% углеродным волокном 3,20 3,40
PEEK, армированный стекловолокном, 30% 3,30 4.20
PEI — Полиэфиримид 3,10 3,20
PEI, 30% армированный стекловолокном 3,00 4,00
PEI, с минеральным наполнителем 3,00 4,00
PEKK (Полиэфиркетонекетон), с низкой степенью кристалличности 3.30 3,30
PESU — Полиэфирсульфон 3,50 4,10
PESU 10-30% стекловолокно 4.20 4,30
ПЭТ — полиэтилентерефталат 3,00 4,00
ПЭТ, 30% армированный стекловолокном 3,00 4,00
PETG — полиэтилентерефталат гликоль 3,00 4.00
PFA — перфторалкокси 2,10 2,10
PI — Полиимид 3,10 3,55
PMMA — Полиметилметакрилат / акрил 2,00 5,00
PMMA (акрил) High Heat 3,20 4,00
ПММА (акрил) с модифицированным ударным воздействием 2,90 3,70
PMP — Полиметилпентен 2.10 3,60
PMP, армированный 30% стекловолокном 2,40 2,40
PMP Минеральное наполнение 2,30 2,30
ПОМ — Полиоксиметилен (Ацеталь) 3,30 4,70
ПОМ (Ацеталь) с модифицированным ударным воздействием 4,00 4,30
ПОМ (Ацеталь) с низким коэффициентом трения 3,00 4,00
PP — полипропилен 10-20% стекловолокно 2.60 2,60
ПП, 10-40% минерального наполнителя 2,30 2,30
ПП, наполненный тальком 10-40% 2,30 2,30
PP, 30-40% армированный стекловолокном 2,60 2,60
Сополимер PP (полипропилен) 2,30 2,30
Гомополимер PP (полипропилен) 2,30 2.30
ПП, модифицированный при ударе 2,30 2,30
PPA — полифталамид 4,30 4,30
PPA, 30% минеральный наполнитель 4,00 4.20
PPA, 33% армированный стекловолокном 4,40 4,60
PPA, усиленный стекловолокном на 33% — High Flow 3,70 3,90
PPA, 45% армированный стекловолокном 4.40 4,60
PPE — Полифениленовый эфир 2,70 2,70
СИЗ, 30% армированные стекловолокном 2,90 2,90
СИЗ, огнестойкий 2,70 2,70
PPS — полифениленсульфид 3,00 3,30
PPS, армированный стекловолокном на 20-30% 3,30 3.80
PPS, армированный 40% стекловолокном 4,00 4,00
PPS, стекловолокно и минеральное наполнение 5,00 5.00
PPSU — полифениленсульфон 3,40 3,50
ПС (полистирол) 30% стекловолокно 2,50 2,50
ПС (полистирол) Кристалл 2,40 2.70
PS, высокая температура 2,40 2,70
PSU — Полисульфон 3,00 3.20
Блок питания, 30% усиленное стекловолокном 3,60 3,70
PTFE — политетрафторэтилен 2,10 2,10
ПТФЭ, армированный стекловолокном на 25% 3,00 3,00
ПВХ, пластифицированный 3.00 5,00
ПВХ, пластифицированный наполнитель 3,00 5,00
ПВХ жесткий 3,00 4,00
ПВДХ — поливинилиденхлорид 3,00 6,00
PVDF — поливинилиденфторид 6,00 9.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2021 © Все права защищены.