Презентация на тему: Омский государственный технический университет каф. Технология электронной

Реклама. Продолжение ниже
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной аппаратуры
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Полярные и неполярные диэлектрики
Полярные и неполярные диэлектрики
Полярные и неполярные диэлектрики
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
3. Диэлектрическими потерями называется активная мощность Р а, рассеиваемая в диэлектрике при приложении к нему электрического напряжения и вызывающая его
в постоянном электрическом поле; переменном электрическом поле, где Р а – активная мощность – диэлектрические потери, Вт; U – приложенное напряжение, В; I –
Виды диэлектрических потерь   1. Потери на замедленные виды поляризации (релаксационные, t = 10 -10...10 -6 с); 2. Резонансные потери характерны для неполярных
Схемы замещения диэлектриков и векторные диаграммы
Мощность активных потерь Р а
Зависимость tgδ и Р а от внешних факторов
Зависимость tgδ Если диэлектрик неоднородный, в нем проявляются особенности каждого входящего в него компонента. У целлюлозы максимальные потери наблюдаются
Величина tgδ приводится в справочных таблицах и характеризует потери в материале. полиуретан (полярный) – tgδ ≈ 0,02 - изоляционные платы, каркасы катушек,
4. Пробой диэлектриков это потеря свойства электроизоляционного материала, если напряженность поля, превысит некоторое критическое значение. Пробоем называется
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Виды пробоя. Для газообразных, жидких и твердых диэлектриков различают несколько видов пробоя: Ионизационной, (10 -7 …10 -8 с). Чисто электрический (10 -6 …10
Виды пробоя. Для газообразных, жидких и твердых диэлектриков различают несколько видов пробоя: Ионизационной, (10 -7 …10 -8 с). Чисто электрический (10 -6 …10
Ионизационной, связанный с ударной и фотоионизацией. Он характерен для газообразных и очень чистых жидких диэлектриков. Развивается мгновенно (10 -7 …10 -8 с).
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
Омский государственный технический университет каф. Технология электронной
1/54
Средняя оценка: 4.5/5 (всего оценок: 100)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (2164 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации: Омский государственный технический университет каф. Технология электронной аппаратуры

Дисциплина Радиоматериалы и радиокомпоненты Лекция 8. 1. Диэлектрические материалы Основные свойства Ст. преп. Пономарёв Д.Б.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
2

Слайд 2

Диэлектрические материалы Это самая обширная группа радиоматериалов. Это материалы, используемые Пассивные для изоляции токоведущих частей друг от друга, изоляторов для других целей; для создания электрических емкостей (конденсаторов) – накопителей заряда. Активные для преобразования неэлектрических полей.

Изображение слайда
1/1
3

Слайд 3

Диэлектрики – материалы, имеющие большое удельное электрическое сопротивление   10 5 …10 16 Ом м и большую запрещенную зону W g  3 эВ.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
4

Слайд 4

В электрическом поле в диэлектрике происходят следующие основные процессы: поляризация, характеризуемая относительной диэлектрической проницаемостью ε ; электропроводность γ (объемная γ v и поверхностная γ s диэлектрические потери, характеризуемые тангенсом угла диэлектрических потерь – tg δ ; пробой в электрическом поле, характеризуемый пробивной напряженностью Е пр.

Изображение слайда
1/1
5

Слайд 5

1. Поляризация диэлектриков Поляризацией диэлектриков называется упорядоченное смещение связанных противоположных зарядов, находящихся в диэлектриках, происходящее под воздействием внешнего электрического поля. Поляризация

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
6

Слайд 6

Поляризация диэлектрика во внешнем электрическом поле Е Поляризация D = D 0 + P

Изображение слайда
1/1
7

Слайд 7

Поляризация характеризуется величиной поляризованности диэлектрика P D, которая является пределом отношения суммы электрических моментов всех связанных противоположных зарядов m i, отнесенных к объему диэлектрика V, когда он стремится к нулю: Поляризация

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8

Поляризованность - плотность поверхностного заряда диэлектрика: P = e 0 c E, Кл/м 2, где c - диэлектрическая восприимчивость, причем всегда c >0. Напряженность электрического поля Е E = U / d, В/м, где U - разность потенциалов, d - толщина диэлектрика. Индукция D 0 электрического поля Е D 0 = e 0 E, Кл/м 2, где e 0 =8,85×10 -12 Ф/м - электрическая постоянная. Поляризация

Изображение слайда
1/1
9

Слайд 9

Значение индукции электрического поля D внутри диэлектрика D = D 0 + P. D = e 0 (1+ c ) E = e 0 e E, Кл/м 2, где e =1+ c - диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала, причем e > 1. Поляризация

Изображение слайда
1/1
10

Слайд 10

Связь между величиной заряда на поверхности диэлектрика Q, его параметрами и приложенным электрическим полем U где ε 0 = 8,85·10 -12, Ф/м –диэлектрическая постоянная вакуума. Емкость диэлектрика где ε – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; S – площадь меньшего электрода, приложенного к диэлектрику, м 2 ; d – толщина диэлектрика, м; Поляризация

Изображение слайда
1/1
11

Слайд 11

В переменном электрическом поле Е различают линейные и нелинейные диэлектрики. Кривые поляризации диэлектрических материалов при циклической переполяризации: Поляризация

Изображение слайда
1/1
12

Слайд 12: Полярные и неполярные диэлектрики

12 Полярные и неполярные диэлектрики Молекула диэлектрика со смещенными в результате поляризации электрическими зарядами является элементарным электрическим диполем. Для характеристики величины смещения зарядов в молекуле диэлектрика пользуются понятием поляризуемости частицы, которая определяется из соотношения A = Р э / Е, Ф×м 2, где Р э =qх - электрический момент диполя, направленный от отрицательного элементарного заряда - q диполя к положительному + q, Кл×м; х - расстояние между элементарными зарядами, около 10 -10 м; Е - напряженность возбуждающего электрического поля, В/м.

Изображение слайда
1/1
13

Слайд 13: Полярные и неполярные диэлектрики

13 Полярные и неполярные диэлектрики Полярные диэлектрики - это диэлектрики, молекулы которых даже в отсутствие внешнего электрического поля будут представлять собой электрические диполи с отличным от нуля постоянным электрическим моментом. Молекулы полярного диэлектрика способны к переориентации в электрическом поле. Полярными диэлектриками являются диэлектрические материалы с несимметричным строением молекул. К ним относятся часть полимеров, керамика, сегнетоэлектрики.

Изображение слайда
1/1
14

Слайд 14: Полярные и неполярные диэлектрики

14 Полярные и неполярные диэлектрики Неполярные диэлектрики - это диэлектрики, которые не содержат электрических диполей. Для данных материалов суммарный электрический момент молекулы р э равен нулю. Молекулы неполярного диэлектрика имеют симметричное строение и обладают центром симметрии (рис. 4.4). К таким диэлектрикам относятся двухатомные газы, углекислый газ (СО 2 ), ряд полимеров ( полиэтилен, полистирол ), поваренная соль (NaCl), керамика и др.

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
15

Слайд 15

Существует много видов поляризации: дипольно-релаксационная, ионно-релаксационная, спонтанная, электронная, высоковольтная, резонансная и др. Три основных типа поляризаций: электронный (безынерционный); дипольно-релаксационный (инерционный); спонтанный (самопроизвольный). Поляризация

Изображение слайда
1/1
16

Слайд 16

Электронный тип поляризации происходит мгновенно (τ ≈ 10 -13 …10 -15 с), упруго, без потерь и линейно. Поляризация

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
17

Слайд 17

Дипольно-релаксационный тип поляризации связан с разворотом (смещением) диполей (молекул, ионов) рис. 5.4, а, и характерен для полярных диэлектриков. При этом поляризация происходит не мгновенно, с потерями, не упруго, но линейно. t = 10 -6... 10 -10 с. Поляризация

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
18

Слайд 18

Спонтанный или самопроизвольный тип поляризации характерен для диэлектриков, имеющих доменную структуру, например, сегнетоэлектрики и нелинейно, т. е. имеет место явление насыщения, когда все моменты доменов развернуться по полю. (Явление гистерезиса.Температура Кюри) Поляризация

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
19

Слайд 19

Ионная поляризация наблюдается в кристаллических диэлектриках с ионной связью. Она заключается во взаимном смещении разноименно заряженных ионов поляризуемого материала. Время релаксации t ≈ 10 -13 с Дипольная поляризация характерна для полярных диэлектриков. Она отличается от электронной и ионной тем, что дипольные молекулы, находящиеся в хаотическом тепловом движении, ориентируются в направлении внешнего электрического поля Е. Время релаксации t = 10 -6... 10 -10 с. Миграционная поляризация наблюдается в неоднородных диэлектриках, содержащих примеси. Время релаксации t = 1...10 4 с. Поляризация

Изображение слайда
1/1
20

Слайд 20

Влияние различных факторов на поляризуемость диэлектрика Зависимости ε от температуры и частоты поля Поляризация

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
21

Слайд 21

Электре́т  — диэлектрик, длительное время сохраняющий поляризованное состояние после снятия внешнего воздействия, которое привело к поляризации (или заряжению) этого диэлектрика, и создающий в окружающем пространстве квазипостоянное электрическое поле. Поляризация

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/4
22

Слайд 22

Электропроводность 2. Электропроводность диэлектриков где q -заряд частицы, Кл; количество заряженных частиц, приходящихся на 1 м, через N, 1/м 3 ; подвижность частиц - u через их скорость v, м/с, а поле, напряженностью 1 В/м.

Изображение слайда
1/1
23

Слайд 23

Электропроводность 2. Электропроводность диэлектриков Различают несколько видов электропроводности в зависимости, от вида заряженных частиц, осуществляющих её: а) электронная – носители электроны; б) ионная (или электролитическая) – носители ионы; в) молионная (или электрофоретическая) – носители группы молекул; г) смешанная – носители разные (электроны, ионы, молионы).

Изображение слайда
1/1
24

Слайд 24

Электропроводность 2. Электропроводность диэлектриков В твердых диэлектриках ток может проходить как по их объему, так и по поверхности, поэтому различают удельную объемную проводимость γ V и удельную поверхностную проводимость γ S

Изображение слайда
1/1
25

Слайд 25

Электропроводность

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
26

Слайд 26

Электропроводность Зависимость электропроводности диэлектриков от температуры А – постоянная для данного диэлектрика, Ом -1 ; е – основание натурального логарифма:, k – постоянная Больцмана, 1,38·10 -23 Вт/град; Т - абсолютная температура, К; W t - термическая энергия активации, эВ.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
27

Слайд 27

Электропроводность зависимости γ S от процентного содержания влаги в окружающей среде для фторопласта -4 (1) – гидрофобного, и плавленного кварца (2) – гидрофильного. Зависимость поверхностной электропроводности диэлектриков от влажности

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
28

Слайд 28

Электропроводность где γ 0 – электропроводность в слабом поле; α – коэффициент материала (обычно 1 <α <2); Е – напряженность в области сильных полей. ( > 10 6 В/м) Зависимость поверхностной электропроводности диэлектриков от напряженности поля

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
29

Слайд 29: 3. Диэлектрическими потерями называется активная мощность Р а, рассеиваемая в диэлектрике при приложении к нему электрического напряжения и вызывающая его нагрев

Потери в диэлектриках

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
30

Слайд 30: в постоянном электрическом поле; переменном электрическом поле, где Р а – активная мощность – диэлектрические потери, Вт; U – приложенное напряжение, В; I – протекающий ток, А; φ – угол сдвига фаз между током и напряжением

Потери в диэлектриках

Изображение слайда
1/1
31

Слайд 31: Виды диэлектрических потерь   1. Потери на замедленные виды поляризации (релаксационные, t = 10 -10...10 -6 с); 2. Резонансные потери характерны для неполярных диэлектриков и обусловлены процессами электронной и ионной поляризации. 3. потери на сквозную электропроводность (токи утечки): 4. потери на ионизацию (в газообразных или твердых пористых диэлектриках); 5. потери на структурную неоднородность (в неоднородных диэлектриках)

Потери в диэлектриках

Изображение слайда
1/1
32

Слайд 32: Схемы замещения диэлектриков и векторные диаграммы

Потери в диэлектриках Схемы замещения диэлектриков и векторные диаграммы

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
33

Слайд 33: Мощность активных потерь Р а

Потери в диэлектриках Мощность активных потерь Р а

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
34

Слайд 34: Зависимость tgδ и Р а от внешних факторов

Потери в диэлектриках Зависимость tgδ и Р а от внешних факторов

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
35

Слайд 35: Зависимость tgδ Если диэлектрик неоднородный, в нем проявляются особенности каждого входящего в него компонента. У целлюлозы максимальные потери наблюдаются при отрицатель­ных температурах, а у масла при положительных

Потери в диэлектриках Зависимость tgδ Если диэлектрик неоднородный, в нем проявляются особенности каждого входящего в него компонента. У целлюлозы максимальные потери наблюдаются при отрицатель­ных температурах, а у масла при положительных.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
36

Слайд 36: Величина tgδ приводится в справочных таблицах и характеризует потери в материале. полиуретан (полярный) – tgδ ≈ 0,02 - изоляционные платы, каркасы катушек, панели; виниппласт (полярный) – tg δ ≈ 0,01 - изоляционные пленки; полистирол (нейтральный) — tgδ ≈ 0,0001 - материал для конденсаторов и изоляции; фторопласт-4 (нейтральный) — tgδ ≈ 0,0002 - изоляционные платы; керамика KM -1 — tgδ ≈ 0,002 - платы для микросхем

Потери в диэлектриках Величина tgδ приводится в справочных таблицах и характеризует потери в материале. полиуретан (полярный) – tgδ ≈ 0,02 - изоляционные платы, каркасы катушек, панели; виниппласт (полярный) – tg δ ≈ 0,01 - изоляционные пленки; полистирол (нейтральный) — tgδ ≈ 0,0001 - материал для конденсаторов и изоляции; фторопласт-4 (нейтральный) — tgδ ≈ 0,0002 - изоляционные платы; керамика KM -1 — tgδ ≈ 0,002 - платы для микросхем.

Изображение слайда
1/1
37

Слайд 37: 4. Пробой диэлектриков это потеря свойства электроизоляционного материала, если напряженность поля, превысит некоторое критическое значение. Пробоем называется образование в диэлектрике проводящего канала под действием электрического поля

Пробой

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/4
38

Слайд 38

Пробой где d – толщина диэлектрика, м. Минимальное напряжение, при котором происходит пробой диэлектрика, называется пробивным напряжением – U пр, а соответствующее ему значение напряженности поля – Е пр Электрическая прочность - это напряженность однородного электрического поля, приводящая к пробою.

Изображение слайда
1/1
39

Слайд 39

Пробой Пробивное напряжение U пр - это минимальное, приложенное к образцу диэлектрика напряжение, приводящее к его пробою. Различают статическое и импульсное напряжение пробоя.

Изображение слайда
1/1
40

Слайд 40: Виды пробоя. Для газообразных, жидких и твердых диэлектриков различают несколько видов пробоя: Ионизационной, (10 -7 …10 -8 с). Чисто электрический (10 -6 …10 -7 с) Электрохимический пробой (минуты, часы, дни и более). Электротепловой пробой. Поверхностный пробой

Пробой

Изображение слайда
1/1
41

Слайд 41: Виды пробоя. Для газообразных, жидких и твердых диэлектриков различают несколько видов пробоя: Ионизационной, (10 -7 …10 -8 с). Чисто электрический (10 -6 …10 -7 с) Электрохимический пробой (минуты, часы, дни и более). Электротепловой пробой. Поверхностный пробой

Пробой

Изображение слайда
1/1
42

Слайд 42: Ионизационной, связанный с ударной и фотоионизацией. Он характерен для газообразных и очень чистых жидких диэлектриков. Развивается мгновенно (10 -7 …10 -8 с). После снятия напряжения прочность таких диэлектриков восстанавливается

Пробой

Изображение слайда
1/1
43

Слайд 43

Пробой Освободившиеся электроны, ускоряясь в поле, создают новые заряженный частицы ( а ) Возникает лавина, состоящая из отрицательно и положительно заряженных частиц, которые, и образуют проводящий канал ( б )

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
44

Слайд 44

Пробой Электрическая прочность газов сильно зависит от однородности поля

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
45

Слайд 45

Пробой Электрическая прочность газообразных диэлектриков зависит от давления Электрическая прочность воздуха – 3,2 МВ/м. Шестифтористая сера – SF 6 (элегаз) - ~ 8 МВ/м. Очищенные жидкости - 30... 80 МВ/м

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
46

Слайд 46

Пробой Чисто электрический пробой – за счет возникающей лавины электронов. Он характерен для беспримесных твердых однородных и неоднородных материалов с малыми диэлектрическими потерями. Развивается мгновенно (10 -6 …10 -7 с), когда скорость электронов v ≥ 100 км/с. Величина электрической прочности при этом виде пробоя зависит от однородности структуры, от толщины диэлектрика, от площади приложенных электродов.

Изображение слайда
1/1
47

Слайд 47

Пробой Материал диэлектрика Особенности структуры, толщина Е пр, МВ/м Стекло Однородный диэлектрик ~ 300 Плотная керамика Неоднородный диэлектрик ~ (10…30) Пористая керамика Очень неоднородный диэлектрик ~ (1,5…2,5) Фторопласт-4 Толщина ~ 30 Фторопласт-4 Пленка ≈ 30 мкм ~ 200

Изображение слайда
1/1
48

Слайд 48

Пробой Электрохимический пробой. Он связан с возникновением химических процессов в диэлектрике (жидком или твердом) под действием электрического поля – химическое разложение, электролиз и т.п. Развивается медленно (минуты, часы, дни и более). Наиболее часто электрохимический, пробой имеет место в органических пропитанных диэлектриках (пропитанный картон), а также в керамике, содержащей окислы металлов переменной валентности (например, Т iO 2 ), или щелочных окислов. Электрохимический пробой на­блюдается в постоянных или низкочастотных переменных полях при по­вышенных температурах и высокой влажности.

Изображение слайда
1/1
49

Слайд 49

Пробой Электротепловой пробой. Наблюдается в твердых (или жидких) диэлектриках. Обусловлен нарушением теплового равновесия вследствие больших диэлектрических потерь и недостаточности теплоотдачи. теплоотвод (теплоотдача) тепловыделение

Изображение слайда
1/1
50

Слайд 50

Пробой Электротепловой пробой.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
51

Слайд 51

Пробой Электротепловой пробой диэлектриков зависит от нагревостойкости материала. 1 ая – зависимость принадлежит органическому диэлектрику (класс нагревостойкости У — 90º С); 2 ая — неорганическому диэлектрику (класс нагревостойкости C ≥ 180° C )

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
52

Слайд 52

Пробой Поверхностный пробой. Это пробой в газообразном или жидком диэлектрике прилегающем к поверхности, твердой изоляции. Он связан с появлением короны, искры, проводящего канала по поверхности. Повреждение поверхности вследствие поверхностного пробоя называется трекингом диэлектриков.

Изображение слайда
1/1
53

Слайд 53

Пробой

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
54

Последний слайд презентации: Омский государственный технический университет каф. Технология электронной

54 Спасибо за внимание!

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
Реклама. Продолжение ниже