Vật liệu điện - Chương 6 pptx

Chổồng 6
TấNH DN IN CUA IN MI
I Khaùi Nióỷm Chung
1.1 Baớn chỏỳt vỏỷt lyù sổỷ dỏựn õióỷn trong vỏỷt chỏỳt:
-ởnh nghộa doỡng õióỷn: laỡ sổỷ chuyóứn dởch coù hổồùng cuớa caùc õióỷn tờch dổồùi taùc duỷng cuớa õióỷn
trổồỡng.
-Thióỳt lỏỷp cọng thổùc õóứ tờnh mỏỷt õọỹ doỡng õióỷn trong vỏỷt chỏỳt:
giaớ thuyóỳt: xeùt mọỹt õồn vở thóứ tờch vỏỷt chỏỳt coù mỏỷt õọỹ õióỷn tờch laỡ n vaỡ õióỷn tờch moợi haỷt laỡ q.
=> tọứng õióỷn tờch trong mọỹt õồn vở thóứ tờch laỡ n.q
*khi chổa õỷt õióỷn trổồỡng vaỡo vỏỷt lióỷu: caùc õióỷn tờch seợ dởch chuyóứn họựn loaỷn dổồùi taùc duỷng nhióỷt
vồùi vỏỷn tọỳc Vt
*Khi õỷt vaỡo vỏỷt chỏỳt õoù mọỹt cổồỡng õọỹ õióỷn trổồỡng vuọng goùc vồùi mọỹt mỷt khọỳi vỏỷt chỏỳt:khi õoù
caùc haỷt seợ chởu taùc duỷng mọỹt lổỷc EqF
r
r
.= nón õióỷn tờch seợ dởch chuyóứn vồùi vỏỷn tọỳc V
*Nhổ vỏỷy khi õỷt vaỡo mọỹt õióỷn trổồỡng E thỗ haỷt õióỷn tờch seợ dởch chuyóứn vồùi vỏỷn tọỳc laỡ Ve
Theo õởnh nghộa vóử mỏỷt õọỹ doỡng õióỷn ta coù:
J= n.q.Ve
Nhổ vỏỷy: baớn chỏỳt cuớa sổỷ dỏựn õióỷn trong vỏỷt chỏỳt laỡ sổỷ dởch chuyóứn cuớa caùc haỷt mang õióỷn trong
õióỷn trổồỡng. Muọỳn coù sổỷ dỏựn õióỷn thỗ vỏỷt chỏỳt õoù phaới coù õióỷn tờch tổỷ do vaỡ phaới coù õióỷn trổồỡng
taùc duỷng vaỡo
1.2 Caùc loaỷi doỡng õióỷn trong õióỷn mọi:
-Thờ nghióỷm õo doỡng õióỷn trong õióỷn mọi:
1.2.1 Sồ õọử thờ nghióỷm:

1.2.2 Tióỳn haỡnh thờ nghióỷm:
oùng khoaù K vaỡo vở trờ A, õióỷn kóỳ G1 cho ta veợ õổồỹc doỡng õióỷn nhổ õổồỡng sọỳ 1
oùng khoaù K vaỡo vở trờ B, õióỷn kóỳ G2 cho ta veợ õổồỹc doỡng õióỷn nhổ õổồỡng sọỳ 2







A
G2
G1
K
B
E
1
2
i
i
t
i
cd
i
ht
i
ro
1.2.3 Phán têch kãút qu thê nghiãûm:

Phán têch dng 1: dng 1 cọ dảng gim dáưn tỉì mäüt giạ trë låïn âãún mäüt giạ trë xạc láûp. Nhỉ váûy ta
cọ thãø phán têch dng ny gäưm 2 thnh pháưn: thnh pháưn tàõt dáưn theo thåìi gian v thnh pháưn
khäng âäøi theo thåìi gian
1.2.3.1 Thnh pháưn tàõt dáưn theo thåìi gian: khi âàût báút kç mäüt âiãûn mäi vo trong âiãûn trỉåìng
thç trong âiãûn mäi xy ra sỉû phán cỉûc v dng phán cỉûc s tàõt dáưn theo thåìi gian. Nhỉ váûy thnh
pháưn ny chênh l dng phán cỉûc
cọ hai loải dng phán cỉûc:
Dng chuøn dëch(Icd): l dng do hiãûn tỉåüng phán cỉûc nhanh gáy nãn ( do sỉû dëch chuøn cạc
âiãûn têch trong phán tỉí , ngun tỉí). Dng ny khäng gáy nãn täø
n tháút v tàõt nhanh theo thåìi gian
Dng háúp thủ (Iht): l dng âiãûn do hiãûn tỉåüng phán cỉûc cháûm gáy nãn. Dng ny gáy nãn täøn
tháút âiãûn mäi vàõtt dáưn theo thåìi gian nhỉng cháûm hån so våïi dng chuøn dëch
Nhỉ váûy dng phán cỉûc l täøng hai dng ny I
pc
= I
cd
+ I
ht

Sau thåìi gian phán cỉûc dng ny s khäng cn nỉỵa. ÅÍ âiãûn ạp 1 chiãưu Ipc täưn tải ngay lục âọng
ngưn vo cn åí âiãûn ạp xoay chiãưu s täưn tải trong sút thåìi gian täưn tải âiãûn ạp
1.2.3.2 Thnh pháưn khäng âäøi theo thåìi gian: Thnh pháưn ny do cạc âiãûn têch tỉû do cọ sàơn
trong âiãûn mäi, dỉåïi tạc dủng ca âiãûn trỉåìng cạc âiãûn têch ny dëch chuøn. Dng âiãûn têch ny
khäng âäøi theo thåìi gian v gi l dng r. Dng ny täưn tải trong sút thåìi gian täưn tải âiãûn
trỉåìng v gáy nãn täøn tháút âiãûn mäi.
Nhỉ váûy täøng dng diãûn trong âiãûn mäi I=I
r
+ I
pc
l âỉåìng 1 trãn hçnh v. Khi sỉû phán cỉûc kãút

thục thç I=I
r

Khi lm viãûc láu di dỉåïi tạc dủng ca âiãûn ạp trong thåìi gian di , dng âiãûn chảy qua âiãûn mäi
cọ thãø tàng hồûc gim theo thåìi gian , tu theo cáúu tảo ca âiãûn mäi . Nãúu dng âiãûn tàng dáưn
theo thåìi gian thç âiãûn mäi s phạ hu dáưn tênh cháút cạch âiãûn ca nọ .
1.3 Âiãûn tråí cạch âiãûn ca âiãûn mäi : ( R
câ
)
- Âiãûn tråí cạch âiãûn R
câ
l âải lỉåüng âàûc trỉng cho kh nàng cạch âiãûn ca váût liãûu. R
câ
âỉåüc xạc
âënh bàòng t säú giỉỵa âiãûn ạp âàût vo khäúi âiãûn mäi v dng r qua khäúi âiãûn mäi âọ.
R
câ
=
ì
ro
I
U

Do dng chảy qua khäúi âiãûn mäi I = I
r
+I
pc
=> R
câ
=

∑
−
pc
ii
u
=
ro
i
u

Dng r khäng xạc âënh chênh xạc âüc vç khäng thãø tạch riãng dng r v dng chuøn dëch do
hiãûn tüng phán cỉûc trong âiãûn mäi. Vç váûy , âãø xạc âënh âỉåüc R
câ
, ta xạc âënh âiãûn tråí âiãûn mäi
ỉïng våïi dng âiãûn âo âỉåüc sau 1 phụt :
R’
câ
=
'I
U

Våïi U : âiãûn ạp âàût lãn âiãûn mäi , I’ l dng âiãûn âo âỉåüc sau 1 phụt
R
’
câ
< R
câ

1.3 Âiãûn dáùn cạch âiãûn ca âiãûn mäi (G
câ

):
ióỷn dỏựn cuớa õióỷn mọi laỡ õaỷi lổồỹng õỷc trổng cho khaớ nng cho doỡng roỡ õi qua vaỡ õổồỹc xaùc õởnh
bũng nghởch õaớo cuớa õióỷn trồớ caùch õióỷn.

UR
1
roỡ
cõ
cõ
I
G ==

ọỳi vồùi vỏỷt lióỷu caùch õióỷn rừn coù 2 loaỷi õióỷn dỏựn: õióỷn dỏựn khọỳi G
v
cõ
vaỡ õióỷn dỏựn mỷt G
s
cõ

Do õoù, G
cõ
= G
v
cõ
+ G
s
cõ


1.4 ióỷn trồớ suỏỳt vaỡ õióỷn dỏựn suỏỳt:

1.4.1 ióỷn trồớ suỏỳt :
* ióỷn trồớ suỏỳt khọỳi: laỡ õióỷn trồớ cuớa 1 khọỳi lỏỷp phổồng coù caỷnh 1 cm khi doỡng õióỷn chaỷy qua 2
mỷt õọỳi dióỷn cuớa khọỳi õoù .
v

( cm. )
- óứ xaùc õởnh õióỷn trồớ suỏỳt cuớa khọỳi õióỷn mọi phúng, ta xaùc õởnh nhổ sau:

h
S
R
vv
.=
(
).cm


Trong õoù : R
v
laỡ õióỷn trồớ cuớa khọỳi õióỷn mọi õo õổồỹc


S laỡ dióỷn tờch cuớa baớn mỷt õióỷn cổỷc (cm
2
)
h : laỡ bóử daỡy cuớa khọỳi õióỷn mọi (cm)
* ióỷn trồớ suỏỳt mỷt: laỡ õióỷn trồớ cuớa 1 hỗnh vọng caỷnh 1 cm õổồỹc taùch ra 1 caùch tổồớng tổồỹng trón
bóử mỷt khọỳi õióỷn mọi khi doỡng õióỷn chaỷy qua 2 mỷt õọỳi dióỷn cuớa hỗnh vuọng õoù
s

(

)
- óứ xaùc õởnh õióỷn trồớ suỏỳt cuớa khọỳi õióỷn mọi phúng, ta xaùc õởnh nhổ sau:

S

=
h
l
R
S
. (

)
Trong õoù:
S
R laỡ õióỷn trồớ cuớa bóử mỷt khọỳi õióỷn mọi (

)
L laỡ bóử rọỹng cuớa khọỳi õióỷn mọi (cm)
h laỡ bóử daỡy cuớa khọỳi õióỷn mọi (cm)
1.4.2 ióỷn dỏựn suỏỳt
* ióỷn dỏựn suỏỳt khọỳi:
laỡ õaỷi lổồỹng nghởch õaớo cuớa õióỷn trồớ suỏỳt khọỳi
v
v


1

=
(
c
m
1
.
) vồùi
v

laỡ õióỷn trồớ suỏỳt cuớa khọỳi õióỷn mọi
* ióỷn dỏựn suỏỳt mỷt: laỡ õaỷi lổồỹng nghởch õaớo cuớa õióỷn trồớ suỏỳt mỷt

s
s


1
=
(

1
)vồùi
s

laỡ õióỷn trồớ suỏỳt cuớa bóử mỷt õióỷn mọi
II. Tờnh dỏựn õióỷn cuớa õióỷn mọi khờ:
- ọỳi vồùi chỏỳt khờ, õỷc õióứm nọứi bỏỷt laỡ do mỏỷt õọỹ phỏn tổớ rỏỳt beù. Cho nón, khi cổồỡng õọỹ õióỷn
trổồỡng beù thỗ doỡng roỡ trong õióỷn mọi khờ chố do caùc õióỷn tổớ tổỷ do vaỡ caùc ion taỷo ra bồợi caùc yóỳu tọỳ
bón ngoaỡi nón doỡng roỡ rỏỳt beù. Do õoù õióỷn dỏựn beù vaỡ õióỷn dỏựn naỡy õổồỹc goỹi laỡ õióỷn dỏựn khọng tổỷ
duy trỗ.

- Nhổng khi õióỷn trổồỡng tng lón õóỳn mổùc trong mọi trổồỡng khờ xaớy ra quaù trỗnh ion hoaù va chaỷm,
caùc õióỷn tờch taỷo ra theo cỏỳp sọỳ nhỏn, nón õióỷn dỏựn tng cao, goỹi laỡ õióỷn dỏựn tổỷ duy trỗ.
U
I
U
a
U
a
U
a
U
h
q



- óứ thỏỳùy mổùc õọỹ thay õọứi õióỷn dỏựn theo cổồỡng õọỹ trổồỡng ta phỏn tờch õổồỡng dỷc tờnh V-A cuớa
khọỳi khờ nhổ sau :
Ta thỏỳy õổồỡng õỷc tờnh õổồỹc chia ra laỡm thaỡnh 3 õoaỷn:
+ Khi U < U
a
: Dổồùi taùc duỷng cuớa caùc yóỳu tọỳ bón ngoaỡi
caùc õióỷn tổớ vaỡ caùc ion dổồng seợ di chuyóứn theo chióửu taùc
duỷng cuớa õióỷn trổồỡng vaỡ trong quaù trỗnh dởch chuyóứn seợ
xaớy ra hióỷn tổồỹng kóỳt hồỹp caùc õióỷn tờch traùi dỏỳu taỷo thaỡnh
haỷt trung tờnh. Do õoù, khi õióỷn trổồỡng caỡng cao caùc haỷt
mang õióỷn traùi dỏỳu chuyóứn õọỹng caỡng nhanh nón khaớ
nng kóỳt hồỹp caỡng giaớm. Vỗ vỏỷy, I seợ tng gỏửn nhổ tuyóỳn
tờnh theo õióỷn aùp.
+ Khi U

a
U
U
b
: Do sọỳ lổồỹng õióỷn tổớ vaỡ ion trong khọng khờ coù giồùi haỷn cho nón mỷc duỡ õióỷn
aùp tng nhổng sọỳ õióỷn tổớ phaùt sinh cỏn bũng vồùi sọỳ lổồỹng õióỷn tuớ taùi hồỹp nón sọỳ lổồỹng õióỷn tờch
duy chuyóứn khọng õọứi. Vỗ vỏỷy, doỡng õióỷn khọng õọứi khi õióỷn aùp tng, giaù trở doỡng naỡy goỹi laỡ doỡng
baợo hoaỡ i
bh

+ Khi U > U
b
: khi õióỷn aùp õỷt vaỡo vồùi giaù trở õuớ lồùn thỗ luùc naỡy nng lổồỹng maỡ õióỷn tổớ tờch luyợ
õổồỹc õuớ õóứ gỏy nón ion hoaù va chaỷm. ióỷn tờch õổồỹc sinh ra rỏỳt nhióửu vaỡ doỡng õióỷn tng lón cao
rỏỳt nhióửu so vồùi õióỷn aùp (khọng phuỷ thuọỹc vaỡo õióỷn aùp). Khi naỡy õióỷn aùp coù giaớm õi so vồùi giaù trở
Uo õóứ duy trỗ họử quang trong khe hồớ khờ.
+ Trong thổỷc tóỳ , ồớ õióửu kióỷn bỗnh thổồỡng trong khọng khờ doỡng õióỷn baợo hoaỡ õaỷt õổồỹc khi khoaớng
caùch caùc õióỷn cổỷc 10mm, E=0,0006 V/mm, i
bh
=10
-21
A/mm
2

III.Tờnh dỏựn õióỷn cuớa chỏỳt loớng:
Tờnh dỏựn õióỷn cuớa chỏỳt loớng lión quan chỷc cheợ õóỳn cỏỳu taỷo phỏn tổớ chỏỳt loớng
3.1 Vồùi chỏỳt loớng trung hoaỡ: vỗ khọng thóứ taùch ra thaỡnh ion ỏm vaỡ ion dổồng õóứ tham gia vaỡo
dỏựn õióỷn, nón õọỹ dỏựn õióỷn hoaỡn toaỡn phuỷ thuọỹc vaỡo sổỷ
coù mỷt taỷp chỏỳt trong chỏỳt loớng vaỡ baớn chỏỳt cuớa chờnh
chỏỳt loớng ( nổồùc cuợng laỡ taỷp chỏỳt trong chỏỳt loớng). Chố

cỏửn 1 lổồỹng taỷp chỏỳt nhoớ trong chỏỳt loớng cuợng laỡm
cho õióỷn dỏựn tng lón cao vaỡ khi doỡng õióỷn chaỷy qua
chỏỳt loớng trong thồỡi gian daỡi seợ laỡm giaớm dỏửn õióỷn
dỏựn cuớa noù ( do sổỷ phỏn ly caùc taỷp chỏỳt õóứ trung hoaỡ
trón caùc õióỷn cổỷc). Trong thổỷc tóỳ khoù coù thóứ loaỷi boớ
hóỳt taỷp chỏỳt ra khoaới chỏỳt loớng nón khoù coù thóứ taỷo ra
chỏtyù
loớng coù õióỷn dỏựn thỏỳp
ỷc tờnh V-A cuớa chỏỳt loớng trung tờnh saỷch nhổ
õổồỡng a vaỡ chỏỳt loớng coù taỷp chỏỳt nhổ hỗnh b
3.2 ọỳi vồùi chỏỳt loớng cổỷc tờnh:
- ọỹ dỏựn õióỷn cuớa chỏỳt loớng khọng nhổợng chố phuỷ thuọỹc vaỡo taỷp chỏỳt maỡ coỡn phuỷ thuọỹc vaỡo caớ
baớn thỏn cuớa chỏỳt loớng. ọỹ dỏựn õióỷn õọỳi vồùi caùc chỏỳt loớng coù cổỷc tờnh bao giồỡ cuợng cao hồn chỏỳt
loớng trung hoaỡ. Cổỷc tờnh caỡng maỷnh tờnh dỏựn õióỷn caỡng cao vaỡ khi

caỡng tng thỗ õọỹ dỏựn õióỷn
I
U
a
b
cng tàng. Mäüt säú cháút lng cỉûc tênh mảnh âãún mỉïc cọ thãø xem nhỉ khäng phi l váût liãûu cạch
âiãûn m l váût liãûu dáùn âiãûn bàòng ion.
- Âiãûn dáùn sút ca báút kç cháút lng no cng phủ thüc nhiãưu vo nhiãût âäü. Trong phảm vi nhiãût
âäü thay âäøi khäng dạng kãø thç âiãûn dáùn sút âỉåüc xạc âënh
t
e
α
γγ
0
=

α
γ
,
0
l hàòng ssäú âäúi våïi 1 cháút lng v
0
γ
l âiãûn dáùn åí nhiãût âäü t= 0
o
C
Bng so sạnh
ε
v
ρ
ca mäüt säú cháút lng
Tãn cháút lng Âàûc âiãøm
].[ cm
Ω
ρ
åí t=0
o
C
Hàòng säú
ε

Benzen
Dáưu biãún ạp
Dáưu xàng

Trung ho

10
11
12
10÷

1310
1010 ÷
2,2
2,2
2,0
XäVä
Tháưu dáưu
Cỉûc tênh
108
1010 ÷
108
1010 ÷
4,5
4,6
Axeton
Rỉåüu etilic
Nỉåïc cáút
Cỉûc tênh
54
1010 ÷
43
1010 ÷
22
33
81

Nháûn xẹt: cháút lng cng cọ cỉûc tênh thç hàòng säú âiãûn mäi cng cao, âiãûn tråí sút cng nh nãn
E
bâ
cng kẹm.
IV.Tênh dáùn âiãûn ca âiãûn mäi ràõn:
4.1 Âiãûn dáùn khäúi:
- Trong váût ràõn ln täưn tải cạc âiãûn tỉí, ion ca bn thán cháút ràõn hồûc ca cạc tảp cháút cọ màût
trong cháút ràõn. Dỉåïi tạc dủng ca âiãûn ạp âàût vo, trong bn thán váût ràõn s cọ dng cạc hảt mang
âiãûn di chuøn tảo nãn dng r chảy trong khäúi âiãûn mäi âọ. Khi cho dng âiãûn chảy qua âiãûn
mäi cọ chỉïa tảp cháút trong thåìi gian di thç dng r v âiãûn dáùn gim dáưn theo thåìi gian. Nhỉng
sỉû täưn tải v giạ trë ca nọ cn tu thüc vo cáúu tảo váût ràõn:
+
Våïi âiãûn mäi cọ cáúu tảo ion: âäü dáùn âiãûn cn phủ thüc vo chênh ion ca âiãûn mäi âỉåüc gii
phọng ra do chuøn âäüng nhiãût. Âiãûn dáùn ca nọ phủ thüc chàût ch vo hoạ trë ca ion cạc ion
cọ hoạ trë 1 cọ âiãûn dáùn låïn hån so våïi ion cọ hoạ trë 2 v 3
+
Våïi âiãûn mäi cọ cáúu tảo mảng lỉåïi ngun tỉí hay phán tỉí , tênh dáùn âiãûn phủ thüc vo ion
tảp cháút .Vç váûy trong chãú tảo lm sảch tảp cháút trong váût ràõn l âiãưu quan trng
4.2 Âiãûn dáùn màût
- Do bãư màût âiãûn mäi khäng phi l phàóng hon ton do âọ trãn bãư màût âiãûn mäi ln täưn tải låïp
báøn v håi áøm trãn bãư màût âiãûn mäi. Chênh låïp ny s tảo ra cạc âiãûn têch tỉû do v sinh ra dng r
chảy trãn bãư màût âiãûn mäi hay âiãûn mäi cọ âiãûn dáùn màût. Âiãûn dáùn ny phủ thüc bãư dy låïp håi
áøm ny
- Âiãûn dáùn màût phủ thüc vo cạc úu täú sau :
+ Âäü áøm mäi trỉåìng xung quanh
+ Bãư màût váût liãûu
+ Bn cháút váût liãûu