Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги тошкент Давлат Техника университети

Nazorat savollari
1. Qutblanish nima?
2. Elektr maydon nima?
3. Maydon kuchlanganligi nima?
4. Dielektrik nima.
5. Singdiruvchanlik nima aytiladi?


Adabiyotlar
1. T.K. Basak. Electrical engineering materials. New Age Intenational, Nil edition. USA, 2009.
2. Axmedov A.SH. Elektrotexnika materiallari. O’quv qo’llanma/ Toshkent-2006. 112 bet

3. Dielektric Materials for Electrical Engineering. Juan Martinez-Vega 1-3 БОБ, 1- бўлим, 3-13,79-81 бет

2-Маruza.
DIELEKTRIKLARNING QUTBLANISHI


Reja:

1. 
   Qutbli va qutbsiz dielektriklar
   
2. 
   Elektr maydonida joylashgan dielektrik
   

Tayanch so‘zlar: Qutblanish dielektrikda elektr maydoni.Kuchlanganligi vektorning yo‘nalishi. Elektrstatika. Zaryadlarni tutashtiruvchi chiziq yo‘nalishidagi.
Qutbli va qutbsiz dielektriklar
Dielektriklarning muhim xususiyatlaridan biri ularning tashqi elektr maydoni ta’sirida qutblanishidir. Qutblanish deganda dielektriklarda elektr maydoni ta’sirida zaryadlangan zarrachalarning fazoviy joylashuvini o’zgartirish holati tushuniladi. Elektr maydoni ta’sirida bo’lgan dielektrik ikki vektor qiymat – elektr maydon kuchlanganligi ( ) va qutblanganlik ( ) bilan ifodalanadi. Elektr maydon kuchlanganligini zaryadlangan jism yoki zarrachalarning elektr maydonidagi ta’sir kuchini ifodalaydi. Elektr maydon kuchlanganligi vektorining yo’nalishi sifatida jism nuqtaviy zaryadining musbat kuch chizig’i yo’nalishi qabul qilingan.
Elektr statikaning asosiy qonuni (Kulon qonuni)ga asosan bir jinsli dielektrikning biror-bir muhitda joylashgan va bir-biridan R masofada bo’lgan ikki nuqtaviy zaryadi (q₁ , q₂) orasidagi mexanik ta’sir kuchi quyidagicha aniqlanadi (1-rasm):
, H (1.1)



1-rasm
_{Dielektric Materials for Electrical Engineering. Juan Martinez-Vega 1-3 БОБ, 1- бўлим, 3-13,79-81 бет}

bunda: R – nuqtaviy zaryadlarni tutashtiruvchi chiziq yo’nalishidagi birlik vektori, m; e_r – nisbiy dielektrik singdiruvchanlik; e₀ – elektr doimiysi

×q qiymatli nuqtaviy zaryadning R masofada vujudga keltiradigan elektr maydon kuchlanganligi Kulon qonuniga asosan quyidagicha ifodalanadi:
B / m (1.2)
Ikki yassi qoplama (elektrod)lar orasiga o’zgarmas (h) qalinlikdagi dielektrik joylashtirilsa, bu dielektrikning istalgan nuqtasidagi elektr maydonining kuchlanganligi o’zgarmas bo’lib, u quyidagicha aniqlanadi:
(1.3)
bunda U – yassi qoplamalar orasidagi kuchlanish, V.
Agar ichki va tashqi radiuslari r₁, r₂ bo’lgan qoplamalar orasiga dielektrik joylashtirilsa va silindrik kondensator vujudga keltirilsa, o’q yo’nalishi bo’ylab x masofadagi elektr maydon kuchlanganligi quyidagicha aniqlanadi
, (1.4)
qutblanganlik yoki qutblanish jadalligi (P) dielektrikning tashqi maydoni ta’siri ostida qutblanishini ifodalaydi. Tashqi elektr maydoni bo’lmaganida dielektriklar hajmidagi zarrachalar elektr momentiga ega bo’lmaydi. Chunki dielektrik hajmidagi molekula zaryadlarining algebraik yig’indisi nolga teng bo’ladi, ya’ni musbat va manfiy zaryadlarning og’irlik markazlari faza jihatidan bir-biriga mos keladi.
Tashqi elektr maydoni ta’sirida dielektrik molekulalari tartibli joylashadi (2-rasm). Bunda dielektrikning elektr momenti ( - dielektrik barcha qutblangan momentlarining geometrik yig’indisi) noldan farq qiladi. Qutblanganlik dielektrikning ma’lum bir nuqtasi uchun elektr maydon kuchlanganligiga to’g’ri proportsional bo’ladi:
, (1.5)
bunda k_E – dielektrik qabulchanlik; - absolyut dielektrik qabulchanlik.


_{Dielektric Materials for Electrical Engineering. Juan Martinez-Vega 1-3 БОБ, 1- бўлим, 3-13,79-81 бет}

2-rasm
Qutblanish moduli quyidagicha ifodalanadi:
Kl/m² . (1.6)
Bu ifodadan, qutblanganlikning dielektrikdagi bog’langan zaryadlarining sirt zichligiga tengligi kelib chiqadi.
Yuqorida keltirilgan P va E vektor kattaligi ham kiritiladi. Elektr siljish yoki elektr induktsiya dielektrikning berilgan nuqtasida elektr maydoni kuchlanganligi vektorining elektr doimiysiga kopaytmasi bilan shu nuqta qutblanish vektorining geometrik yig’indisidan iborat bo’ladi:
. (1.7)
Elektr siljish va elektr maydoni kuchlanganligi orasida quyidagicha bog’lanish mavjud:
. (1.8)
So’nggi ikki formula taqqoslanib, dielektrik singdiruvchanlik va dielektrik qabulchanlik orasidagi bog’lanish topiladi:
.
Ushbu formuladan ma’lumki, barcha moddalarning dielektrik singdiruvchanligi birdan yuqori bo’lib, faqat vakuum uchun k_E = 0 va, binobarin, e_E = 1 bo’ladi.
Yuqorida qayd etilishicha, qutblanish elektr maydoni ta’sirida bo’lgan dielektrikda sodir bo’ladigan jarayonlardan biri hisoblanib, bunda zaryad ma’lum yo’nalishga ega bo’ladi. Bu jarayon butun dielektrik hajmi bo’yicha kuzatiladi va zaryadlar qoplama yaqinida to’planishi bilan davom etadi. Qoplama yaqinida joylashgan dielektrikda yig’ilgan zaryadlarning ishorasi qoplamalardagi elektr maydoniga teskari bo’lib, musbat ishorali
_{Dielektric Materials for Electrical Engineering. Juan Martinez-Vega 1-3 БОБ, 1- бўлим, 3-13,79-81 бет}
qoplama yaqinida joylashgan dielektrikda esa musbat zaryad to’planadi. Shuning uchun ham bu jarayon qutblanish deb ataladi. Agar dielektrik elektr maydonidan tashqariga chiqarilsa, zaryadlar o’zining asl holatiga qaytadi.
Ikki metall qoplama orasiga dielektrik joylashtirilib, kondensator hosil qilish mumkin. Kondensator qoplamalaridagi erkin zaryadlar yig’indisini q bilan belgilasak, u holda:
Kl (1.9)
bunda C–kondensatorning sig’imi, F; U-kondensator qoplamasiga berilgan kuchalanish, V.
Agar qoplamalar orasidagi dielektrik o’rnini vakuum bilan almashtirilsa, kondensatordagi zaryad miqdori (q) qoplamalarda yig’ilgan zaryad miqdori (q₀), bilan dielektrik qutblanish zaryadi (q_D) yig’indisidan iborat bo’ladi: