16 – ma’ruza modda elektr о‘tkazuvchanligining asosi nazariyasi. Reja

16 – MA’RUZA
MODDA ELEKTR О‘TKAZUVCHANLIGINING ASOSI NAZARIYASI.
Reja:
1.Tog‘ jinslarining elektro-ximyoviy aktivligi.
2.Elektr о‘tkazuvchanlik haqida asosiy tushunchalar.
3.Diyelektrik yо‘qotilish.
Tog‘ jinslarida elektro-ximyoviy qutblanish hodisasi juda sekin Yuzaga keladi. Chunki tok о‘tish jarayoni kо‘p fazali tog‘ jinslarida namayon bо‘ladi. Tok о‘tish jarayoni quyidagilarni о‘z ichiga oladi: oksidlanish-tiklanish reaksiyalari, elektroliz maxsulotlaridan, gazlardan tok о‘tishi, konsentrat eritmasining qayta taqsimlanishi va h.k. Bо‘lar qaytar va qaytmas jarayonlarga bо‘linadi.
Yelektro-ximyoviy qutblanish boshqa kо‘rinishdagi qutblanishlarga qaraganda sekinroq Yuzaga keladi. Masalan qum zarralari tashqi elektr maydonga kritilgach bir necha о‘n daqiqalardan keyin qutblanish hodisasi sodir bо‘ladi.
Yelektro-ximyoviy qutblanish miqdorini baholash uchun qutblanish holatidagi о‘lchangan kuchlanish ∆U_q bilan tashqi maydondagi potensiallar farqi ∆U_tm orasigadi munosabatdan foydalanamiz. Bu munosabat qutblanish koyeffitsiyenti deyiladi.
η=∆U_q/∆U_tm
Qutblanish koyeffitsiyentining miqdori syuqlikga tо‘yingan tog‘ jinsinig xossalari va strukturasiga, mineral tarkibiga bog‘liq. Masalan qum-tuproqli jinslarda qutblanish koyeffitsiyenti tuproqning 3% - 10% miqdorida eng Yuqori kо‘rsatkichda bо‘lsa namligi ortishi bilan bu kо‘rsatkich kamayib boradi.
О‘rtacha kо‘rsatkichda qutblanuvchi minerallar pirit, pirrotin, xalkapirit va grafit hisoblanadi. Shuningdek yuqori kо‘rsatkichda qutblanadigan minerllar magnitet, gemotit va boshqa oksidlar hisoblanadi, ularda elektronli о‘tkazuvchanlik yuzaga keladi.
Yelektroliz vaqtida tok о‘chirilgandan keyin 0,5 sekund vaqt о‘tgach pirit aralashmali granitda qutblanish kо‘rsatkichi η=6%, polimetal rudalarda η=7,5%, antrasitda η=95%, sulfidli kvarsda η=22%, slanetsda η=78% ni tashkil etadi. Tosh kо‘mirning elektro-ximyoviy qutblanish kо‘rsatkichi uning kulchanligiga bog‘liq bо‘lib kulchanligi ortishi bilan qutblanish kо‘rsatkichi kamayadi.
О‘tkazgichning bir nuqtasidan ikkinchi nuqtasiga zaryadning elektron va ionlar orqali kо‘chirilishi elektr о‘tkazuvchanlik deyiladi. Elektr tokining zichligi vektor kattalik bо‘lib о‘tkazgichning birlik Yuzasidan birlik vaqt ichida о‘tadigan zaryad miqdori bilan xarakterlanadi.
j=n·q·v
Bunda: n – birlik hajmdagi zaryadli zarralar soni.
v – о‘tkazgich ichidagi zaryadli zarraning tartibli harakat tezligi.
О‘tkazgich ichidagi zaryadli zarraning tartibli harakat tezligi maydon kuchlanganligiga bog‘liq bо‘lib quyidagicha aniqlanadi.
v=u·YE
Bunda: u – zaryadli zarra harakatlanuvchanlik kо‘rsatkichi.
e – о‘tkazgichdagi ichidagi elektr maydon kuchlanganligi, V/m.
Yuqori dagi ikki ifodadan quyidagi natijani olamiz.
j= σ_ye·YE
Bu tenglama Om qonunining diferensial shakli bо‘lib, bunda σ_ye= n·q·u tog‘ jinsining holati va xsusiyatlaridan kelib chiqadigan koyeffitsiyent bо‘lib solishtirma elektr о‘tkazuvchanlik deb nomlalandi. Solishtirma elektr о‘tkazuvchanlikning о‘lchov birligi sifatida simens (Sm) qabо‘l qilingan. Solishtirma elektr о‘tkazuvchanlikga teskari kattalik bu solishtirma elektr qarshilik hisoblanadi.
Diyelektrik singdiruvchanlik tog‘ jinslarining diyelektrik xossalarini xarakterlasa solishtirma elektr qarshilik о‘tkazgichning elektrik parametrlari hisoblanadi. Tog‘ jinslari elrktr tokini о‘tkazish hossasi bо‘yicha diyelektriklar, yarim о‘tkazgichlar va о‘tkazgichlar guruhlariga bо‘linadi. Diyelektriklar va yarim о‘tkazgichlar gurihiga mansub tog‘ jinslarini diyelektrik xossasi xarakterlaydi, о‘tkazgichlar guruhuga mansub tog‘ jinslarini solishtirma elektr о‘tkazuvchanlik xossasi xarakterlaydi.
Tog‘ jinslari orqali tok о‘tishi moddalar almashuninvi bilan (ionli о‘tkazuvchanlik) yoki ularning almashuvinisiz (kovakli va elektronli о‘tkazuvchanlik) amalga oshirilishi mumkin.
Ionli elektr о‘tkazuvchanlik nitrat, sulfat va boshqa galagenli bog‘lanishga ega bо‘lgan barcha amorf minerllarda namayon bо‘ladi. Elektronli elektr о‘tkazuvchanlik esa tarkibida og‘ir metal rudalari mavjud bо‘lgan minerllar uchun о‘rinl tushunchadir.
Tog‘ jinslari о‘zgaruvchan elektr maydonida elektr qarshiligi juda yuqori hisoblanadi va buni izohlaydigan yana bitta parameter diyelektrik yoʻqotilish burchagi δ deb ataladi.