Горячев Всеволод Школа 18 8 Б класс. Диэлектрик (изолятор) вещество, среда, материал, практически не проводящие электрический ток. Основное свойство диэлектрика. - презентация

1 Горячев Всеволод Школа 18 8Б класс

2

3 Диэлектрик (изолятор) вещество, среда, материал, практически не проводящие электрический ток. Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле.вещество материал электрический токполяризоваться Диэлектрик (изолятор) вещество, среда, материал, практически не проводящие электрический ток. Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле.вещество материал электрический токполяризоваться

4 Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 10 8 см 3. С точки зрения электродинамики диэлектрик среда с малым на рассматриваемой частоте значением тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ << 1) [1], в такой среде сила тока проводимости [2] много меньше силы тока смещения. Под идеальным диэлектриком понимают среду со значением tgδ = 0, прочие диэлектрики называют реальными или диэлектриками (средами) с потерями. С точки зрения зонной теории твёрдого тела диэлектрик вещество с шириной запрещённой зоны больше 3 эВ.заряда электродинамики частоте [1] [2]тока смещения зонной теории запрещённой зоныэВ Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 10 8 см 3. С точки зрения электродинамики диэлектрик среда с малым на рассматриваемой частоте значением тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ << 1) [1], в такой среде сила тока проводимости [2] много меньше силы тока смещения. Под идеальным диэлектриком понимают среду со значением tgδ = 0, прочие диэлектрики называют реальными или диэлектриками (средами) с потерями. С точки зрения зонной теории твёрдого тела диэлектрик вещество с шириной запрещённой зоны больше 3 эВ.заряда электродинамики частоте [1] [2]тока смещения зонной теории запрещённой зоныэВ Параметры Физическим параметром, который характеризует диэлектрик, является диэлектрическая проницаемость. диэлектрическая проницаемость Параметры Физическим параметром, который характеризует диэлектрик, является диэлектрическая проницаемость. диэлектрическая проницаемость Примеры К диэлектрикам относятся воздух и другие газы, стёкла, различные смолы, пластмассы, многие виды резины.воздухстёкласмолы пластмассы резины Ряд диэлектриков проявляют интересные физические свойства. К ним относятся электреты, пьезоэлектрики, пироэлектрики, сегнетоэластики, сегнетоэлектрики, релаксоры и сегнетомагнетики.электреты пьезоэлектрики пироэлектрики сегнетоэластикисегнетоэлектрики релаксорысегнетомагнетики Примеры К диэлектрикам относятся воздух и другие газы, стёкла, различные смолы, пластмассы, многие виды резины.воздухстёкласмолы пластмассы резины Ряд диэлектриков проявляют интересные физические свойства. К ним относятся электреты, пьезоэлектрики, пироэлектрики, сегнетоэластики, сегнетоэлектрики, релаксоры и сегнетомагнетики.электреты пьезоэлектрики пироэлектрики сегнетоэластикисегнетоэлектрики релаксорысегнетомагнетики

5 Физические свойства Условно к проводникам относят материалы с удельным электрическим сопротивлением ρ 10 8 Ом·м. При этом надо заметить, что удельное сопротивление хороших проводников может составлять всего 10 8 Ом·м, а у лучших диэлектриков превосходить Ом·м. Удельное сопротивление полупроводников в зависимости от строения и состава материалов, а также от условий их эксплуатации может изменяться в пределах Ом·м. Хорошими проводниками электрического тока являются металлы. Из 105 химических элементов лишь двадцать пять являются неметаллами, причём двенадцать элементов могут проявлять полупроводниковые свойства. Но кроме элементарных веществ существуют тысячи химических соединений, сплавов или композиций со свойствами проводников, полупроводников или диэлектриков. Чёткую границу между значениями удельного сопротивления различных классов материалов провести достаточно сложно. Например, многие полупроводники при низких температурах ведут себя подобно диэлектрикам. В то же время диэлектрики при сильном нагревании могут проявлять свойства полупроводников. Качественное различие состоит в том, что для металлов проводящее состояние является основным, а для полупроводников и диэлектриков возбуждённым.проводникам полупроводников Развитие радиотехники потребовало создания материалов, в которых специфические высокочастотные свойства сочетаются с необходимыми физико-механическими параметрами. Такие материалы называют высокочастотными. Для понимания электрических, магнитных и механических свойств материалов, а также причин старения нужны знания их химического и фазового состава, атомной структуры и структурных дефектов.радиотехники Удельное сопротивление деионизированной воды (см. также: бидистиллят) МОм·см.деионизированной водыбидистиллят Физические свойства Условно к проводникам относят материалы с удельным электрическим сопротивлением ρ 10 8 Ом·м. При этом надо заметить, что удельное сопротивление хороших проводников может составлять всего 10 8 Ом·м, а у лучших диэлектриков превосходить Ом·м. Удельное сопротивление полупроводников в зависимости от строения и состава материалов, а также от условий их эксплуатации может изменяться в пределах Ом·м. Хорошими проводниками электрического тока являются металлы. Из 105 химических элементов лишь двадцать пять являются неметаллами, причём двенадцать элементов могут проявлять полупроводниковые свойства. Но кроме элементарных веществ существуют тысячи химических соединений, сплавов или композиций со свойствами проводников, полупроводников или диэлектриков. Чёткую границу между значениями удельного сопротивления различных классов материалов провести достаточно сложно. Например, многие полупроводники при низких температурах ведут себя подобно диэлектрикам. В то же время диэлектрики при сильном нагревании могут проявлять свойства полупроводников. Качественное различие состоит в том, что для металлов проводящее состояние является основным, а для полупроводников и диэлектриков возбуждённым.проводникам полупроводников Развитие радиотехники потребовало создания материалов, в которых специфические высокочастотные свойства сочетаются с необходимыми физико-механическими параметрами. Такие материалы называют высокочастотными. Для понимания электрических, магнитных и механических свойств материалов, а также причин старения нужны знания их химического и фазового состава, атомной структуры и структурных дефектов.радиотехники Удельное сопротивление деионизированной воды (см. также: бидистиллят) МОм·см.деионизированной водыбидистиллят

6 Использование При применении диэлектриков одного из наиболее обширных классов электротехнических материалов довольно четко определилась необходимость использования как пассивных, так и активных свойств этих материалов. Диэлектрики используются не только как изоляционные материалы.изоляционные материалы Пассивные свойства диэлектриков Пассивные свойства диэлектрических материалов используются, когда их применяют в качестве электроизоляционных материалов и диэлектриков конденсаторов обычных типов. Электроизоляционными материалами называют диэлектрики, которые не допускают утечки электрических зарядов, то есть с их помощью отделяют электрические цепи друг от друга или токоведущие части устройств, приборов и аппаратов от проводящих, но не токоведущих частей (от корпуса, от земли). В этих случаях диэлектрическая проницаемость материала не играет особой роли или она должна быть возможно меньшей, чтобы не вносить в схемы паразитных ёмкостей. Если материал используется в качестве диэлектрика конденсатора определённой ёмкости и наименьших размеров, то при прочих равных условиях желательно, чтобы этот материал имел большую диэлектрическую проницаемость.диэлектрическая проницаемость Активные свойства диэлектриков Активными (управляемыми) диэлектриками являются сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики, электролюминофоры, материалы для излучателей и затворов в лазерной технике, электреты и др. Использование При применении диэлектриков одного из наиболее обширных классов электротехнических материалов довольно четко определилась необходимость использования как пассивных, так и активных свойств этих материалов. Диэлектрики используются не только как изоляционные материалы.изоляционные материалы Пассивные свойства диэлектриков Пассивные свойства диэлектрических материалов используются, когда их применяют в качестве электроизоляционных материалов и диэлектриков конденсаторов обычных типов. Электроизоляционными материалами называют диэлектрики, которые не допускают утечки электрических зарядов, то есть с их помощью отделяют электрические цепи друг от друга или токоведущие части устройств, приборов и аппаратов от проводящих, но не токоведущих частей (от корпуса, от земли). В этих случаях диэлектрическая проницаемость материала не играет особой роли или она должна быть возможно меньшей, чтобы не вносить в схемы паразитных ёмкостей. Если материал используется в качестве диэлектрика конденсатора определённой ёмкости и наименьших размеров, то при прочих равных условиях желательно, чтобы этот материал имел большую диэлектрическую проницаемость.диэлектрическая проницаемость Активные свойства диэлектриков Активными (управляемыми) диэлектриками являются сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики, электролюминофоры, материалы для излучателей и затворов в лазерной технике, электреты и др.

7

8 Проводни́к вещество, среда, материал, хорошо проводящие электрический ток [1][2]. электрический ток [1][2] В проводнике имеется большое число свободных носителей заряда, то есть заряженных частиц, которые могут свободно перемещаться внутри объёма проводника и под действием приложенного к проводнику электрического напряжения создают ток проводимости [3]. Благодаря большому числу свободных носителей заряда и их высокой подвижности значение удельной электропроводности проводников велико.электрического напряжения [3]удельной электропроводности С точки зрения электродинамики проводник среда с большим на рассматриваемой частоте значением тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ << 1) [4], в такой среде сила тока проводимости много больше силы тока смещения. При этом под идеальным проводником ("сверхпроводником") понимают среду с бесконечно большим значением tgδ, прочие проводники называют реальными или проводниками с потерями.электродинамикичастоте [4]тока смещения Проводни́к вещество, среда, материал, хорошо проводящие электрический ток [1][2]. электрический ток [1][2] В проводнике имеется большое число свободных носителей заряда, то есть заряженных частиц, которые могут свободно перемещаться внутри объёма проводника и под действием приложенного к проводнику электрического напряжения создают ток проводимости [3]. Благодаря большому числу свободных носителей заряда и их высокой подвижности значение удельной электропроводности проводников велико.электрического напряжения [3]удельной электропроводности С точки зрения электродинамики проводник среда с большим на рассматриваемой частоте значением тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ << 1) [4], в такой среде сила тока проводимости много больше силы тока смещения. При этом под идеальным проводником ("сверхпроводником") понимают среду с бесконечно большим значением tgδ, прочие проводники называют реальными или проводниками с потерями.электродинамикичастоте [4]тока смещения

9 Проводниками называют также части электрических цепей соединительные провода, металлические шины и др.электрических цепейпроводашины Среди наиболее распространённых твёрдых проводников известны металлы, полуметаллы, углерод (в виде угля и графита). Пример проводящих жидкостей при нормальных условиях ртуть, электролиты, при высоких температурах расплавы металлов. Пример проводящих газов ионизированный газ (плазма). Некоторые вещества, при нормальных условиях являющиеся изоляторами, при внешних воздействиях могут переходить в проводящее состояние, а именно проводимость полупроводников может сильно варьироваться при изменении температуры, освещённости, легировании и т. п.металлыуглеродугляграфитартутьэлектролитыплазма полупроводниковлегировании Микроскопическое описание проводников связано с электронной теорией металлов. Наиболее простая модель описания проводимости известна с начала прошлого века и была развита Друде.развита Друде Проводники, в которых преобладает электронная проводимость, обусловленная движением электронов, относят к проводникам первого рода. К проводникам второго рода относят проводники с ионной проводимостью (электролиты).электроновэлектролиты Проводниками называют также части электрических цепей соединительные провода, металлические шины и др.электрических цепейпроводашины Среди наиболее распространённых твёрдых проводников известны металлы, полуметаллы, углерод (в виде угля и графита). Пример проводящих жидкостей при нормальных условиях ртуть, электролиты, при высоких температурах расплавы металлов. Пример проводящих газов ионизированный газ (плазма). Некоторые вещества, при нормальных условиях являющиеся изоляторами, при внешних воздействиях могут переходить в проводящее состояние, а именно проводимость полупроводников может сильно варьироваться при изменении температуры, освещённости, легировании и т. п.металлыуглеродугляграфитартутьэлектролитыплазма полупроводниковлегировании Микроскопическое описание проводников связано с электронной теорией металлов. Наиболее простая модель описания проводимости известна с начала прошлого века и была развита Друде.развита Друде Проводники, в которых преобладает электронная проводимость, обусловленная движением электронов, относят к проводникам первого рода. К проводникам второго рода относят проводники с ионной проводимостью (электролиты).электроновэлектролиты

10

11