9-ma’ruza dielektriklarning singdiruvchanligi reja: Asosiy tushunchalar Gazlarning teshilishi. Tayanch so‘zlar

Dielektriklarning kimyoviy xossalari 2 xil sabablarda aniqlanadi: Materiallar uzoq vaqt ishlaganda chidamli bo‘lishi kerak; tashqi ta’sirlar natijasida yemirilib ketmasligi; korroziyaga chidamli bo‘lishi; har xil qo‘shimchalar (gazlar, suv, kislota, tuz eritmalari v.b.) ta’siriga berilmasligi.
Ishlab chiqarishda materiallar kimyo texnologik yo‘llar bilan qayta ishlanadi, yopishtiriladi, laklanadi, eritiladi va hakazo.
Kuchlanish sekundiga 2-5 kV oshirib boriladi. Transformator ruchkasini chapga buraganda kuchlanish o'zgarishini voltmetrda kuzatib turiladi. Moyda teshilish sodir bo'lguncha, kuchlanishni qiymati o'zgartirib boriladi. Moyda teshilish sodir bo'lganida uchqun paydo bo'ladi. qurilma qopqog'idagi oyna orqali ham ushbu jarayonni kuzatish mumkin. Teshilishdan oldingi kuchlanishdan katta bo'lgan kuchlanish teshilish kuchlanishi deyiladi. Teshilish vaqtida qurilma avtomatik ravishda o'chadi. Agar teshilish past kuchlanishda sodir bo'lsa va avtomat ishga tushmasa, u holda tezlik bilan kuchlanishni o'chirish lozim.
Teshilish natijasida dielektrikdan katta tok o’tib, elektr texnika uskunasi ishdan chiqadi. Quvvatli generator, transformator va kabellarda izolyatsiya teshilish energetik tizim uchun jiddiy falokat hisoblanadi. Shuning uchun ham, teshilish nima sababdan kelib chiqishi, izolyatsiya kuchlanishning qanday qiymatini ushlay olishini bilish juda zarurdir. ¹
Ayrim hollarda elektr maydonida tezlanish olgan elektron molekulalarning ionlanishini ta’minlamay, ularni uyg’ongan holatga olib keladi, xolos. Bunday molekulalar ortiqcha energiyani nurlatish hisobiga, o’zidan foton ajratadi. Foton o’z navbatida boshqa molekulaga yutilib, uni ionlantiradi. Gazlarda sodir bo’ladigan ichki foton ionlanishi nurlanish orqali katta tezlikda o’z yo’li elektrod oraligida yuqori elektr o’tkazuvchan gaz kanali hosil qiladi. Chizmada elektron ko’chka shtrixlangan konus shaklida keltirilgan. Elektron molekulalariga urilishi natijasida gazda ionlanish sodir bo’ladi. Natijada anod tomon siljiyotgan elektronlar soni keskin ortib, ular o’z yo’lida katod tomon yo’nalgan musbat ionlar sonini oshirib boradi. Elektron urilishi natijasida atomlardan to’lqinli nurlar - fotonlar ajratadi. Foton tezligi yorug’lik tezligiga teng bo’lganligi sababli, ko’chkidan ancha ilgarilab ketib, yo’lida duch kelgan zarrachalarning ionlanishini ta’minlaydi. Anod tomon siljiyotgan elektron birinchi sodir bo’lgan ko’chkini ancha ilgarilab, yangi ko’chki hosil qiladi.

Shunday qilib, birinchi kuchni AV uzunlikka o’sib yetguncha, strimer SD oraliqda yuqori o’tkazuvchanlikka ega yo’l hosil qiladi. Keyingi bosqichda manfiy strimerdagi alohida ko’chkilar bir-birini quvib, birlashib, umumiy ionlangan kanal hosil qiladi. Keyingi bosqichda strimerdagi alohida ko’chkilar bir – birini quvib, birlashib umumiy ionlangan kanal hosil qiladi.
Katoddan anodga tomon harakatlanayotgan strimerning o’sishi bilan bir vaqtda qarama-qarshi tomondan musbat zaryadlangan ko’chki oqimi hosil bo’la boshlaydi. Musbat zaryadli strimer gaz razryad plazmali yo’ldan tashkil topadi. Elektron ko’chkilar o’z yo’lida ko’p miqdorda yangidan paydo bo’lgan musbat ionlar qoldiradi va bu ionlarning katta quyuni anod yaqinida sodir bo’ladi¹.
Musbat zaryad bilan to’lgan va elektron bilan to’yingan elektrodlar orasidagi masofada katta o’tkazuvchanlikka ega gaz plazmasi hosil bo’ladi.

Katodga musbat ionlar urilishi natijasida metall yuzasida dog’ hosil bo’lib, u o’zidan elektronlar ajratadi. Keltirilgan jarayonlar asosida gazda teshilish sodir bo’ladi. U odatda katta tezlikda, ya’ni 1 sm oraliq 10^-7 – 10^-8 sekundda bosib o’tadi. Elektrodlar orasida berilgan kuchlanish qancha yuqori bo’lsa, gazda elektr teshilishi shuncha katta tezlikda sodir bo’ladi¹. Agar ta’sir etuvchi kuchlanish vaqti kam bo’lsa, teshilish kuchlanishining qiymati o’sadi va bu o’sish impuls koeffitsienti bilan ifodalanadi:

bunda; U_t – berilgan impulsdagi teshish kuchlanishi, kV: U_t50 –50 Gs chastotali o’zgaruvchan yoki o’zgarmas kuchlanishdagi teshish kuchlanishi, kV.

Bir jinsli bo’lmagan elektr maydonidagi impuls koeffitsienti  1,5.
Gazda sodir bo’ladigan teshilish ta’sir etayotgan elektr maydon turiga bog’liq. Bir jinsli elektr maydoni yassi yuzali, chekkalari yumaloq shaklli qo’ziqorinsimon elektrodlar, yoki oralaridagi masofa diametridan uncha katta bo’lmagan ikki shar orasida hosil qilinadi. Bunday maydonda teshilish kuchlanishining gaz harorati va bosimiga bog’liq ma’lum qiymatida to’satdan ro’y beradi. Kuchlanish manbai katta quvvatga ega bo’lsa, elektrodlar orasida uchqun razryadi emas, balki yoy razryadi sodir bo’ladi.¹
Gazning elektr mustahkamligi haroratga teskari, bosimga esa to’gri proporsionaldir. Gazning harorat va bosimi kam o’zgarganda teshilish kuchlanishi gazning zichligiga bog’liq bo’ladi: U_t =U_to ,
Bunda; U_to- normal sharoit (t =20⁰C: p0,1 Mpa) dagi teshilish kuchlanishi: U_t-berilgan harorat va bosimdagi teshilish kuchlanishi.
Havoning nisbiy zichligi  quyidagicha hisoblanadi:

bunda t-harorat, ⁰C: p-gaz bosimi, mm sim. ust.

Bosim yuqori bo’lganda gaz zichligi ortib, molekulalar orasidagi masofa qisqaradi va elektronlarning erkin harakatlanish masofasi () qisqaradi. Natijada teshilish kuchlanishning katta qiymatlarida sodir bo’ladi. Gaz bosimi kamaytirilsa, uning elektr mustahkamligi pasayadi va bosimning mal’um qiymatidan boshlab elektr mustahkamlik orta boradi. Bu gaz hajmidagi molekulalar sonining keskin kamayishi va elektronlar gaz molekulalari bilan to’qnashuvining pasayib ketishi orqali isbotlanadi. Kuchli vakuumda elektr teshilish elektronlarning elektrod yuzasidan ajrab chiqish hodisasi (sovuq emissiya) bilan tushuntiriladi. Bunda elektr mustahkamlik ancha yuqori qiymatga erishadi. Bu esa yuqori chastotali kuchlanish uchun mo’ljallangan vakuum kondensatorlarini yasashda qo’l keladi. Yuqori bosimli gazlar yuqori kuchlanishli apparatlar uchun izolyatsiya sifatida shuningdek kabellar va yuqori kuchlanishli kondensatorlar tayyorlashda ishlatiladi.
Bir jinsli bo’lmagan elektr maydonida gazning teshilish jarayoni o’zgacha bo’lib, kuchlanganlik yuqori qiymatga ega nuqtada toj ko’rinishidagi razryad vujudga keladi. Maydon kuchlanishli yuksaltirilsa, toj razryad uchqun yoki yoy razryadga o’tadi. Agar igna – tekislik elektrodlari oralig’idagi gazning elektr mustahkamligini tekshirsak, ignaga musbat kuchlatish ( impuls) berilganda oraliqda sodir bo’lganda teshilish kuchlanishining qiymati ignaga manfiy kuchlanish berilgan holdagina ancha past bo’ladi (igna deganda uchi konus shaklli elektrod nazarda tutilmoqda). Bu quyidagicha tushuntiriladi. Gazning ionlanishi igna yaqinida vujudga keladi, chunki bu yerda maydon kuchlanganligi o’zining yuqori qiymatiga ega bo’ladi. Igna atrofida musbat zaryadlangan ion (molekula) lar “buluti” hosil bo’ladi. Ignada musbat kuchlanish bo’lganida esa bunday hajmiy zaryad igna uzunligining sun’iy o’sishiga va elektrodlar orasida razryadlanish masofasining qisqarishiga olib keladi¹.
Qattiq dielektrik yuzasi yaqinida havoda hosil bo’lganida razryad yuza qoplanish razryadi deb ataladi. Mazkur razryad odatda elektrodlar orasida faqat havo bo’lgan holdagiga qaraganda ancha past kuchlanishlarda ro’y beradi. Razryad kuchlanishining qiymati elektr maydon tuzilishi (elektrod va dielektrikning shakli)ga maydon chastotasi, dielektrik yuzasining holati va havo bosimiga bog’liqdir. Havo nisbiy namligining ortishi izolyatorning razryad kuchlanishini ancha pasaytiradi.