1. kérdés: Anyagok osztályozása

1) a tiltott zóna szélessége szerint

vezető - ÉNy (szabad zóna) - megengedett, de nem foglalt energiaszintek vannak; VZ (valencia sáv) - energia zóna, amelyben az összes vegyérték elektron található; ∆W = 0

félvezető - PZ (tiltott zóna) = ∆W - energiaintervallum VZ és SZ között, amelyben nincs megengedett energiaszint. ∆W 3eV

2) a fajlagos ellenállás értéke ρ [Ω]: az αs vezetők 10 -4 ρ-ig; félvezetők αs 10 -4 és 10 8 között, dielektrikumok - αs 10 8 felett .

2. Osztályozás a mágneses tulajdonságok szerint: μr - az anyag relatív permeabilitása; μr 1 - paramágneses (nem mágneses); μr >> 1 - ferromágnesek (mágneses).

III Az εr függése a hőmérséklettől:

εrе - amikor az anyag megolvad vagy forr, annak térfogata nő, ennek következtében N csökken;

εrй - a hőmérséklet növekedésével az ionok közötti kötések erőssége csökken és az εr növekszik;

εrd - két folyamatot figyelünk meg: 1) a hőmérséklet növekedésével a molekulák kötéseinek erőssége gyengül; 2) a hőmérséklet emelkedésével nő a dipólusok hőmérsékleti mozgása, ami megzavarja a polarizációt.

A gáznemű dielektrikumokban van egy minimális dielektromos állandó

4. kérdés: Dielektrikum polarizációja váltakozó elektromos mező alatt.1. Εr függése a terepi frekvenciától:

komplex dielektromos állandó - εr˙

er˙ =1 + Nα˙, α˙ =α0/1 + jωτ, α˙- komplex részecskék polarizálhatósága α0 - polarizálhatóság állandó téren; ω - a mező körfrekvenciája;

a képzeletbeli rész határozza meg a veszteségek frekvencia részét. er=1+ (Nα0)/ε0 (1 + ω 2 τ 2)

2. Dielektrikák osztályozása:

1) a polarizációs mechanizmus szerint

dielektrikák lineáris polarizációval, veszteségek nélkül (elektronikus és ionos polaritás);

dielektrikum lineáris polarizációval, veszteségekkel (dipólus pólus);

dielektrikum nemlineáris polarizációval (spontán polarizáció)

2) a dielektromos szerkezet szerint:

nem poláros anyagok - nem poláros molekulákból (polietilén, szén-dioxid.)/elektronikus nemből állnak./

poláris dielektrikum - poláris molekulák - polivinil-klorid, víz/elektronikus és dipólus pólusok/

ionos vegyületek - szervetlen anyagok ionos kristályráccsal. Elektronikus és ionos nemek nyilvánulnak meg.

bonyolult összetételű dielektrikumok - a polarizáció minden típusa megnyilvánul.

7. kérdés: Áttörés a dielektromos anyagokban
A dielektromos anyagok nagy szigetelési ellenállása az elektromos tér intenzitásának bizonyos kritikus értékéig fennmarad. Ha a térerősség meghaladja ezt a kritikus értéket, a dielektrikum elveszíti dielektromos tulajdonságait - ezt a jelenséget nevezzük áttörés. Az a feszültség, amelynél a bontás bekövetkezik, Upr megszakítási feszültségnek, a megfelelő térerősséget Upr dielektromos erősségnek nevezzük. Epr = Upr/d, V/m, ahol d a dielektromos minta vastagsága. anyag, m. Az anyagok dielektromos szilárdsága szerkezetüktől függ, így az áttörési mechanizmust fizikai állapotuk határozza meg.

Áttörés a gáznemű dielektrikumokban: A gázok áttörésének fontos jellemzője a reverzibilitása - az elektromosság hatásának megszüntetése után legalább a gáznemű dielektrikum visszanyeri dielektromos tulajdonságait. A gázok áttörése attól függ, hogy a mező egyenletes vagy inhomogén. Az inhomogén mezőt ívelt erővonalak jellemzik az inhomogenitás helyein. Két végtelenül hosszú, lekerekített végű párhuzamos elektróda közötti mező egyenletesnek tekinthető. A töltött részecskék energiája homogén mező esetén: W = Eqλср, ahol E - tér intenzitása, q - részecske töltés, λср - az átlag és a futásteljesítmény hossza. A gázok áttörése nyomásuktól függ. Nem egyenletes mezőben a megszakítási feszültség az alkalmazott feszültség polaritásától függ. Erős inhomogén mező jön létre két elektróda között, amelyek közül az egyik tű alakú, a másik lapos.

Áttörés a folyékony dielektrikumokban - A folyékony dielektrikák dielektromos szilárdsága lényegesen nagyobb, mint a gázoké. Ennek legfontosabb oka a lényegesen nagyobb folyadéksűrűség, azaz. lényegesen rövidebb az átlagos szabad út hossza. Nagyon tiszta folyékony dielektrikumokban az áttörés az elektronok elektródok általi megöléséből származhat. A technikailag tiszta folyadékdielektrikumokban az áttörés a részleges túlmelegedés következtében következhet be a megnövekedett vezetőképességű szennyeződésekkel rendelkező helyeken, és a folyadékok ezeken a helyeken forrhatnak.

11. kérdés: Szennyeződés félvezetők - alapvető tulajdonságok. A szennyeződés vezetőképességének hőmérsékletfüggése.1. A PP szennyeződés típusai: félvezető anyagok, jelentős mennyiségű szigorúan ellenőrzött szennyeződéssel.

a) Adományozók PP: szennyeződések, amelyek növelik az OT elektronjait. Wd - a donorok szintje, ∆Wd - az elektronok szabaddá válásához szükséges energia (a donor szennyeződések ionizációs energiája). ∆Wд> ∆Wд  A donor PP-ben az elektronkoncentráció magasabb, mint a lyukak (n> p). A donor PP-ket atomerőműveknek nevezik.

b) elfogadó PP (PPP) - tartalmaznak akceptor szennyeződéseket, azaz. növelje a lyukak koncentrációját a VZ-ben. ∆WА - az elektronok VZ-től való átjutásához szükséges energia (ionizációs energia). VA - elfogadó szint. ∆WА n.

2. Fermi eloszlás - a PP szennyező eloszlása nem szimmetrikus a tiltott zóna közepéhez képest. Az atomerőmű esetében a szint ÉNy-ra, a PPP-re VZ-re tolódik. A PP szennyezőben vannak alapvető és nem alap áramhordozók. Az atomerőműnél a fő áramhordozók az elektronok, a PPP esetében pedig a furatok. Az atomerőmű fő áramhordozóit n≈√NдNc.exp (-∆Wд/2kT) értékkel adjuk meg; p≈√NANB.exp (-∆WA/2kT). Nd - a donor szennyeződések koncentrációja, NA - az akceptor szennyeződések koncentrációja.

3. A szennyeződés vezetőképességének hőmérsékletfüggése - σ =nemμ+továbbμo, az atomerőmű esetében  σ≈neμn, a PPP esetében  σ≈peμp. A vezetőképesség csökkenése a növekvő hőmérséklet mellett a kimerült szennyeződések területén az áramhordozók mobilitásának csökkenése miatt következik be.