Qattiq jismlarning elektr o’tkazuvchanligi

Download 121,34 Kb. bet 2/4 Sana 06.07.2022 Hajmi 121,34 Kb. #751585

Bog'liq
qattiq jism praktika 30052022

AД  k  f  E 2

(1.1)

bu yerda k – material xususiyatiga bog‘liq bo‘lgan koeffitsiyent; f – o‘zgaruvchan tok chastotasi; E – elektr maydonining kuchlanganligi.

(1.1) formulasi bo‘yicha dielektrik gisterezis nobudligi chastota oshgan sari ko‘payadi. Yuqori chastotali o‘zgaruvchan kuchlanishlarda, dielektrik isitish texnikasi va boshqalarda uning hosil qiladigan nobudliklari juda katta ahamiyatga ega bo‘ladi.

Elektr energiyasi hosil qilish, yuborish va iste’mol etishda elektr o‘tkazuvchi qismlar orqali o‘tgan tok tarqalib ketmasligi uchun o‘tkazgichlar bir-biridan maxsus materiallar vositasida ajratiladi. Bular elektr izolyatsion materiallar deb ataladi.

Elektr izolyatsion materiallar qanday kuchlanishlarga bardosh berishiga qarab yuqori kuchlanish texnikasi va past kuchlanish texnikasi materiallariga bo‘linadi.

Yuqori kuchlanish texnikasi materiallarining elektr pishiqligi yuqori, elektr nobudligi va elektr o‘tkazuvchanligi oz, namga chihamli bo‘lishi shart va ularda elektr nobudligi mumkin qadar kam bo‘lishi lozim.

Past kuchlanishli texnikasida ishlatiladigan materiallarga turlicha talablar qo‘yiladi. Eng asosiy talablaridan biri Shuki, vaqt o‘tishi bilan ularning xossalari o‘zgarmasligi lozim. Shuningdek, ular eskirmasligi lozim.

Amaliyotda tovar sifatida qo‘llaniladigan izolyatsion mayetriallar klassifikatsiyasini ko‘rib chiqamiz.

1) Organik elektr izolyatsion materiallar.

Uglerod birikmalaridan tuzilgan moddalar izolyatsion material ravishida ko‘p ishlatiladi. Bunday organik dielektriklar suyuq, yopishqoq, mumsimon, qattiq bo‘lishi mumkin.

Suyuq izolyatsion materiallar uch xil bo‘ladi: neft moyi; sintetik suyuqliklar; o‘simlik moylari.

Neft moylaridan keng iste’mol etiladigan – transformotor moyidir. Kabel va kondensator sanoatida ishlatiladigan neft moylari kabel va kondensator moyi deb aytiladi.

Texnikada ishlatiladigan mumsimon dielektriklar oson eriydigan moddalardan iborat. Ular uncha pishiq bo‘lmasa ham namlikka yaxshi chidaydi. Asalari mumi o‘simlik mumi, mumsimon moddalar Shular jumlasidandir. Ular turli materiallarga shimdirish va mumlash uchun ishlatiladi.

Tabiiy va sintetik smolalar ham dielektriklardir. Tabiiy smolalar ba’zi hayvon yoki o‘simliklardan olinadi (shellak, kanifol, kopal). Polietilen, polistirol, organik shisha – sintetik smolalardir.

Organik materiallardan yog‘och (tabiy material), qog‘oz, karton, fibra va turli

gazmollar (tekistil materiallar) tovar sifatida ishlab chiqarib ko‘p ishlatiladi.

Texnikada va xalq xo‘jaligining turli tarmoqlarida plastik massalar (plastmassalar, plastiklar) keng ishlatiladi. Ular tashqi ta’sir ostida qolip shaklini olishi mumkin. Natijada juda ham murakkab shakldagi buyumlarni presslab

tayyorlasa bo‘ladi.

O’tkazgichlar, yarim o’tkazgichlar va dielektriklarning bir-biridan farqini faqat kvant mexanikasi tasavvurlari asosidagina ziddiyatsiz izohlash mumkin. Qattiq jismlar elektr o’tkazuvchanligining "zona nazariyasi" asoslari bilan tanishaylik.

Metallar xossalarining dielektriklarning xossalari bilan taqqoslash va yarim o’tkazgichlar xossalarini aniqlash uchun kristallardagi elektronlar energetik sathlari bilan batafsilrok tanishib chiqish zarur.

Kristallning hosil bo’lishini energetik sathlari ma’lum bo’lgan atomlarning yaqinlashishini kurib chiqish bilan tushinish mumkin. Atomlar bir-biriga yaqinlash-ganda o’zaro ta’sir qila boshlaydi. Bu o’zaro ta’sir atomlardagi turli energetik sathlarda joylashgan elektronlar uchun turlicha bo’ladi. Eng ichkaridagi elektronlar o’z galayontiriladi va bu elektronlar atomlar xali yakka-yakka bo’lganlarida o’aysi atom tarkibiga kirgan bo’lsalar o’sha atomlar yaqinida kola beradilar. Eng tashqi

(valent) elektronlarning harakati esa eng kuchli galayontiriladi. Nazariyaning kursatishicha, agar atomlar fazoda kristall panjara hosil qilgan holda tartibli

joylashgan bo’lsalar, elektronlar har qanday muayyan atom bilan bog’lanishni to’la ravishda o’zib, kristall orasida erkin holda harakat qila oladilar. Elektronning kristalldagi harakatini kvant mexanikasi asosida analiz qilish ko’rsatadiki, agar kristall panjarani tashkil etuvchi atomlar soni N ga teng bo’lsa, u holda valent elektronning sathi N ta alohida, bir-biriga yaqin joylashgan sathlarga ajraladi. Real kristallarda N atomlar sonijuda katta, Shu sababli kristallda bir-biriga juda yaqin joylashgan sathlardan tashkil topgan polosa yoki ruxsat etilgan holatlar zonasi vujudga keladi. N katta bo’lganda zonaning kengligi amalda N ga bog’liq bo’lmaydi.

Shunday qilib, kristall orasida elektronlar ruxsat etilgan zona chegarasida bo’lgan turli energiyalar bilan harakat qilishi mumkin.

Atomlarda valent elektronlarning ruxsat etilgan bir necha sathlari bo’ladi, Shu sababli kristallda umuman aytganda, elektronlar ruxsat etilgan holatlarning bir necha zonalari vujudga keladi. Bu zonalar bir-biridan d kengligi zonalarning kengligi tartibida bo’lgan oraliqlar bilan ajralgan bo’ladi.

Tashqi elektr maydon bo’lganda qanday hodisa bo’lishini aniqlash uchun elektronlarning zonalar bo’yicha turlicha taqsimlash hollarini ko’rish zarur. Aytaylik, kristallda etarlicha keng oraliq bilan ajratilgan ikkita zona bo’lib, bunda pastki zonadagi sathlar soni erkin elektronlar soning xuddi qoq yarmiga teng bo’lsin. U holda bo’tun pastki zona elektronlar bilan to’lgan bo’lib yo’qorigi zonada elektronlar bo’lmaydi. Tashqi elektr maydon elektronlarni pastki zonadan yo’qorisiga ko’chirolmaydi, chunki zonalar keng oraliq bilan ajralgandir. Shuning uchun tashqi elektr maydon elektronlarning harakat holatini xech bir o’zgartirolmaydi, ya’ni elektronlarga qo’shimcha tezlik berolmaydi. Tashqi maydon ta’sirida kristallda elektr toki vujudga kelmaydi- bunday kristall dielektrik (izolyator) bo’ladi. Pastki zona elektronlarga chala to’ldirilgan holda esa juda kuchsiz tashqi maydon ham elektronlarni yaqindagi bo’sh energetik sathlarga ko’chira oladi. Bunday kristall (metall) o’tkazgich bo’ladi.

Aytilganlardan ko’rinib turibdiki, dielektriklar va metallar orasidagi farqni kvant va klassik nazariya tamomila turlicha tushuntirar ekan. Klassik nuqtai nazarga ko’ra dielektrikda barcha elektronlar o’z atomlari yaqinida mustaxkam ushlanib turadi, metallarda esa erkin elektronlar bo’lib, bu elektronlarning tashqi maydon ta’siridagi ko’chma harakati elektr tok hosil qiladi. Kvant nuqtai nazarga ko’ra dielektriklarda ham, metallarda ham "erkin", ya’ni muayyan atomlar bilan bog’lanmagan elektronlar bo’ladi. Dielektriklar va metallar bir-biridan elektronlarning ruxsat etilgan energetik holatlari zonalarining to’laligi va nisbiy joylashishi bilan farq qiladi.

Download 121,34 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham: