A. X. Sulliyev, I. M. Bedritskiy, O. T. Boltayev

Qutbli va qutbsiz dielektriklar

Dielektriklar, asosan, qutbli va qutbsiz turlarga bo’linadi. Istalgan moddaning molekulalari zarrachalardan (atom yoki guruhlari, ionlardan) iborat bo’lib, ularning har biri musbat yoki manfiy elektr zaryadiga egadir. Bu zaryadlar orasidagi o’zaro tortishish kuchi jismning mexanik mustahkamligini ifodalaydi. Turli xil




⁴⁰ Callister,William D., Materials science and engineering: an introduction, 7th ed.p.cm/ - Printed in the United States of America/ John Wiley & Sons, Inc.- 2007. 41-bet.

moddalarning molekulalaridagi zaryadlarning fazoviy joylashuvi har xil bo’lishi mumkin. Agar molekulalarning barcha musbat yoki manfiy zaryadlarini bitta umumiy manfiy va bitta umumiy musbat zaryad bilan almashtirsak, mos ravishda musbat va manfiy zaryadlarining og’irlik markazlarida joylashgan mazkur zaryadlar fazoda bir-biriga mos tushishi yoki mos tushmasligi mumkin (2.9-rasm).

1. 
   b)
   

2.9-rasm. Qutbli va qutbsiz dielektrik molekulalarining joylashishi

Fazoviy bir-biriga mos tushgan zaryadlar qutbsiz molekulaga ega bo’lgani sababli, bunday molekulalardan tashkil topgan jismlar qutbsiz jismlar deyiladi. Ikkinchi holda molekula tashqi elektr maydoni ta’sir etmagan holatda ham o’z elektr momenti noldan farqli bo’lib, dipol hosil qilgani sababli, molekula qutbli hisoblanadi va ular asosida tashkil topgan jismlar qutbli jismlar deb ataladi.

Molekulaning elektr momenti quyidagicha aniqlanadi:

  ql, ^{Kl∙m (2.18)}

bunda q-molekulaning jami musbat (yoki unga son jihatdan teng bo’lgan jami manfiy) elektr zaryadi, Kl; l - dipol yelkasi, m.⁴¹

Qutbli molekulaning elektr momenti 10^-30 Kl∙m atrofida, qutbsiz molekulaniki esa l=0 bo’lgani sababli =0 bo’ladi.

Jismning elektr xossasidan qat’iy nazar, uning qutbliligi molekulaning kimyoviy tuzilishi orqali aniqlanadi. Simmetriya markazi bo’lganda, simmetrik ravishda joylashgan molekulalar qutbli bo’ladi. Bir atomli molekulalar (He, Ne,




⁴¹ T.K. Basak. Electrical engineering materials. New Age Intenational, Nil edition. USA, 2009. 47-bet

Kr, Xe) va ikki atomli gomeoqutbli bog’lanishli (H₂ , Cl₂ va hokazo) molekulalar qutbsizdir. Ion bog’lanishli molekulalar qutbli boglanishlar qatoriga kiradi uglevodorodli moddalari esa qutbsizdir. Masalan, qutbsiz bog’lanishli moddalarga parafin, serezin, polipropilen, poliizobutilen, polistirol, eskapon, neftli izolyatsiya moyi va hokazolar, qutblilariga esa polivinilflorid, sellyuloza va uning mahsulotlari fenolformaldegid va boshqalar kiradi.

Dielektrik qutblanishning asosiy turlari. Dielektrikda kuzatiladigan qutblanish asosan ikki turga: elektr maydoni ta’sirida juda tez sodir bo’ladigan (elektronion) va sekin o’sib hamda sekin pasayadigan (relaksatsiya) qutblanishlariga bo’linadi. Birinchi turdagi qutblanish juda tez o’tishi natijasida dielektrikda elektr energiyasi sarflanmaydi, ikkinchi turdagisida esa qutblanish asta-sekin sodir bo’lib, dielektrik qizishi natijasida energiya sarflanadi.⁴²

1. 
   b)
   

2.10-rasm. Dielektrikda kuzatiladigan qutblanishlar

Kondensator sig’imi va kondensatorda yig’ilgan zaryad dielektrikda sodir bo’ladigan qutblanish jarayonlarini o’zida aks ettiradi (2.10-rasm). Elektron qutblanish (q_E, C_E) atom yoki ionlar elektron qobig’ining siljishi va ezilishi hisobiga sodir bo’lib, bu turdagi qutblanish katta tezlikda (10^-15sek.) kechadi va qiymat jihatidan yorug’likning sindirish ko’rsatkichi kvadratiga (n²) tengdir. Bunda qutblanish barcha dielektriklarda kuzatilib, ularning atomlaridagi

⁴² Callister,William D., Materials science and engineering: an introduction, 7th ed.p.cm/ - Printed in the United States of America/ John Wiley & Sons, Inc.- 2007. 45-bet.

elektronlar musbat elektrod tomon siljiydi. Qutbli bo’lmagan suyuq holatdagi va qattiq dielektriklarda qutblanish sust kechib, _r qiymati 22,5 atrofida bo’ladi. Elektron qutblanishda elektr siljish (D) maydon kuchlanganligi (E)ga mos ravishda o’zgaradi, shuning uchun ham _r kuchlanganlikka bog’liq bo’lmaydi. Jism qattiq holatdan suyuq holatga o’tganida zichligi kamayadi, natijada qutblanish ham sekin susayadi. Elektron qutblanishda elektr energiyasi sarf bo’lmaydi. Bunday qutblanish neft moylarida (oktol), qattiq moddalar parafin, polistirol, polietilen va boshqalarda kuzatiladi.