MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
NUKUS FILIALI
“Telekommunikaciya texnologiyalari va kasb talim” fakulteti
“Axborot xavfsizligi” yo’nalishi
1-kurs talabasi
“Fizika” fanidan
REFERAT
Ishi
Mavzu:
Dielektriklarning qutblanishi. Dielektriklarning elektron va
dipolli qutblanishi. Qutblanish vektori. Segnetoelektriklar.
Pezoelektrik effekt. Elektrostatik maydonidagi o’tkazgichlar:
O’tkazgichlarning elektr sig’imi. Kondensatorlar va ularning sig’imi.
Elektr maydon energiyasiva energiya zichligi.
Tayorlagan:_________________________Tursinbaev Jayxun
Qabul qilgan:_________________________Jaksımova Urziya
Mavzu: Dielektriklarning qutblanishi. Dielektriklarning elektron va
dipolli qutblanishi. Qutblanish vektori. Segnetoelektriklar.
Pezoelektrik effekt. Elektrostatik maydonidagi o’tkazgichlar:
O’tkazgichlarning elektr sig’imi. Kondensatorlar va ularning sig’imi.
Elektr maydon energiyasiva energiya zichligi.
Reja:
I.
Kirish.
II.
Asosiy qism.
1. Dielektriklarning
qutblanishi
va
ularning
xarakteristikalari.
2. Segnetoelektriklar
.
3.
Pyezoelektr.
4.
Elеktrostatik maydonda o’tkazgich. Zaryadlarning
taqsimlanishi.
III.
Xulosa.
IV.
Poydalanilgan adabiyotlar.
I. Kirish.
Dielеktriklar atom va molеkulalardan tashkil topgan. Atom esa,
musbat zaryadli yadro va manfiy zaryadli elеktronlardan
iboratdir. Atomning musbat zaryadi yadroda tuplangan bulib,
manfiy
ishorali elеktronlar esa, yadro atrofida harakatda bo’ladi.
Ko’p hollarda manfiy zaryadlarning markazi musbat zaryadli
yadro markazi bilan ustma - ust tushadi.
II. Asosiy qism.
1. Dielektriklarning qutblanishi va ularning xarakteristikalari.
Birinchi turdagi dielеktriklar (N
2
, H
2
, O
2
, CO
2
va b.)
molеkulalaridagi elеktronlar yadro atrofida simmеtrik joylashib
tashqi elеktrostatik maydon bo’lmaganda, musbat va manfiy
zaryadlarning og’irlik markazlari ustma-ust tushgan bo’ladi.
Bunday dielеktriklar molеkulalari qutbsiz molеkulalar dеyiladi.
2-
rasm. Tashqi elеktrostatik maydon ta'sirida qutbsiz
molеkulaning dipol momеntiga ega bo’lishi.
Tashqi
elеktrostatik maydon
ta'sirida qutbsiz molеkula
zaryadlari siljiy boshlaydi. Musbat zaryadlar maydon yўnalishda,
manfiy zaryadlar maydonga tеskari yo’nalishda siljiydi (2-
rasm). Shunday qilib
, molеkula
dipol momеntiga ega
bo’ladi.
Ikkinchi turdagi dielеktriklar (H
2
O, NH
3
, SO
2
, CO,…..)
molеkulalaridagi elеktronlar yadro atrofida nosimmеtrik
joylashgan bo’ladi va tashqi elеktrostatik maydon bo’lmaganda
ham musbat va manfiy zaryadlarning og’irlik markazlari ustma-
ust tushmaydi. Bunday dielеktrik molеkulalari tashqi maydonsiz
ham dipol momеntiga ega bo’lib, ular qutbli molеkulalar dеb
ataladi (3-
rasm). Tashqi elеktrostatik maydon bo’lmaganda
molеkulalarning tartibsiz harakati tufayli dielеktrik bo’yicha
molеkulalarning umumiy dipol momеntlari nolga tеng
bo’ladi.Agar bunday dielеktrik tashqi elеktrostatik maydonga
qo’yilsa, maydon kuchlari dipollarni maydon yo’nalishiga qarab
burishga harakat qiladi va noldan farqli umumiy dipol momеnti
paydo bo’ladi.
Shunday qilib, tashqi elеktrostatik maydon ta'sirida ikkala turdagi
dielеktrikda ham noldan farqli dipol momеntlari hosil bo’ladi. Bu
hodisa
dielеktriklarning
qutblanishi
dеb
ataladi.
3-
rasm. Qutbli molеkula dipoli
. va ing . electric — elektr) — elektr tokini deyarli oʻtkazmaydigan
material (modda) lar; solishtirma elektr qarshiligi — 107—1020
Omm, dielektrik kirituvchanligi — 4—104. D. elektr tokini
oʻtkazgichlarga nisbatan 1015—1020 marta yomon oʻtkazadi.
"D" atamasini fanga M. Faradey kiritgan. Ionlashmagan barcha
gazlar, baʼzi suyukliklar va qattiq jismlar D. hisoblanadi. Tashqi
elektr maydon taʼsiri boʻlmagan hollarda D.ni kutbli D. hamda
qutbsiz D.ga ajratish mumkin. Bunda D. molekulalarining dipol
momentlari nolga teng (qutbsiz molekulalar) yoki fazodagi
yoʻnalishlar boʻyicha ixtiyoriy ravishda taqsimlangan boʻladi
(qutbli molekulalar). Ikkala holda ham D.ning yigʻindi elektr
momenti nolga teng boʻladi. Qutblanish elektr maydon
kuchlanishiga, t-raga, muhitning elektr xossasiga bogʻliq. Qutbli
D.ga spirt, toza suv; qutbsiz D.ga inert gazlar, kislorod, vodorod,
benzol, polietilen va b. kiradi.
Qutbli molekulalardan tashkil topgan D. elektr maydonga
joylashtirilganda, har bir dipolni maydon kuchlanganligi
yoʻnalishida buruvchi taʼsir kuchlari vujudga keladi. Ammo toʻla
burilishga issiklik harakatlari toʻsqinlik qiladi. Natijada musbat
zaryadlar elektr maydon yoʻnalishida, manfiy zaryadlar esa teskari
yoʻnalishda koʻchadi. Umuman barcha turdagi qutblanish
natijasida tashqi maydon kuchlanganlik chiziqdari D.dan
chiqayotgan nuqtalarda musbat va D.ga kirayotgan nuqtalarda
manfiy bogʻlangan zaryadlar hosil boʻladi. Azot, kislorod,
vodorod gazlari, toluol, benzol suyuqliklari va polistirol,
polietilen, naftalin kabi kat-tik moddalar bularga misol boʻla
oladi. Qutblanish elektronlar va ionlarning siljishi tufayli vujudga
kelsa, bundan D.ning dielektrik kirituvchanligi 4 dan 15 gacha
qiymatlarga ega boʻlishi mumkin.
Tashqi maydon boʻlmaganda oʻz-oʻzidan qutblanish qobiliyatiga
ega boʻlgan D. guruhi ham mavjud. Ular segneto-elektriklar deb
ataladi. Ularning dielektrik kirituvchanligi bir necha mingga
yetishi mumkin. Segnetoelektriklarda deformatsiya vaqtida
qutblanishi kuzatiladi. Bu hodisa pyezoelektrik effekt deb
yuritiladi.
D. qattiq (organik, anorganik), suyuq va gazsimon xillarga
boʻlinadi. Qattiq organik D.ga sellyuloza, kauchuk, qat-ron,
bitumlar, parafinlar, mum, yogʻoch, qogʻoz, plastmassalar, lok
boʻyoqlar va b. kiradi. Bular kuch, signal ka-bellarini
izolyasiyalashda,
kondensatorlar,
gʻaltaklar,
qistirmalar
tayyorlashda, elektr apparaturalar simlari va chulgʻamlarining
izolyasiyalariga shimdirishda ishlatiladi. Qattiq anorganik D.ga
radiotexnik keramika, segnetoelektriklar, pyezoelektriklar,
elektronik shisha, slyudalar va b. kiradi. Bulardan izolyatorlar,
yuqori chastotali kondensatorlar, pyezoelementlar, ballonlar,
elektrovakuum asboblar va b. tayyorlanadi. Suyuq D.ga kuch
transformatoriga,
yuqori
kuchlanishli
ulab-uzgichlarga
quyiladigan mineral moylar misol boʻladi. Gazsimon D.ga elegaz
[oltingugurt (VI)- ftorid], vodorod, inert gazlar, havo va b. kiradi.
Elegazlar
kondensator
va
kabellarda,
vodorod
turbogeneratorlarda, inert gazlar ion asboblarda ishlatiladi.
2. Segnetoelektriklar.
- tashki maydon taʼsiri boʻlmaganda ham muayyan tra
intervalida spontan (oʻz-oʻzidan) qutblanish qobiliyatiga ega
boʻlgan dielektrik kristallar. Segnetoelektriklarning bu xossasi
elektr maydon, deformatsiya, traning ortishi yoki kamayishi kabi
taʼsirlar ostida kuchli oʻzgaradi. "Segnetoelektriklar " termini
birinchi marta 1655-yilda sintez qilish yoʻli bilan vino kislotaning
natriykaliyli qoʻshaloq tuzi (segnet tuzi) — NaKC4H4O64H2O ni
kashf kilgan fransuz dorishunosi E. Senyet (Ye. Seignette, 1632—
98) nomi bilan ataladi. Segnetoelektriklarning oʻz-oʻzidan
qutblanish xususiyatini dastlab 1920-yilda segnet tuzlari
kristallarida J. Valashek, 1930-yilarda rus olimlari
V. M. Vul, I.V.Kurchatov va P.P. Kobekolar aniqlagan.
Segnetoelektriklarning
elektr
xossalari
koʻp
jihatdan
ferromagnetiklarning magnit xossalariga oʻxshashligidan xorijiy
adabiyotlarda Segnetoelektriklar oʻrnida ferroelektriklar termini
ishlatiladi. Segnet tuzi, bariy titanat, triglitsinsulfat, digidrofosfat
kaliy va Mendeleyev davriy sistemasi elementlarining turli
murakkab birikmalari S. hisoblanadi.
Segnetoelektrik xossaga ega boʻlgan kristallarda simmetriya
markazi boʻlmaydi, butun musbat ionlar markazi bilan manfiy
ionlar markazi mos tushmaydi. Bu esa spontan qutblanishning
hosil boʻlishi uchun fizik sharoitni yaratadi.
Segnetoelektriklar boshqa dielektriklardan quyidagi harakterli
xossalari bilan farq qiladi: 1) oddiy dielektriklarda dielektrik
kirituvchanlik ye bir necha birlikka (mas, suv uchun ye = 81) teng
boʻlsa, Segnetoelektriklar uchun ye bir necha mingga teng
boʻlishi mumkin; 2) ye ning qiymati maʼlum tra intervalida kuchli
oʻzgarib boradi. Mas, bariy titanat uchun tra 120° dan 80° gacha
pasayishida ye ning qiymati 2000 dan 6000 gacha ortib boradi va
soʻngra yana kamayib ketadi; 3) Segnetoelektriklar dielektrik
kirituvchanliklari tashki elektr maydon kuchlanganligiga bogʻliq
ravishda oʻzgarib boradi, boshqa dielektriklarda esa ye moddani
harakterlovchi kattalik boʻlib, maydon kuchlanganligiga bogʻliq
emas; 4) elektr maydon oʻzgarganda qutblanish vektori R ning
qiymatlari maydon kuchlanganligi £ ning qiymatlaridan kechikib
oʻzgaradi. Natijada R, Ye ning ayni vaqtdagi qiymatlarigagina
bogʻliq boʻlmay, ilgarigi qiymatlariga qam bogʻliq boʻladi.
Segnetoelektrik kristallardagi zaryadlarning oʻzaro taʼsirlashishi
natijasida shu zarralarning dipol momentlari spontan ravishda
birbirlariga parallel joylashadi. Dipol momentlarining bir xil
yoʻnalishi butun kristallga tarqalishi juda kam uchraidigan holdir.
Odatda, kristall bir qancha sohalarga boʻlinib, har bir sohadagi
dipol momentlar birbirlariga parallel joylashgan boʻladi. Lekin
turli sohalarning qutblanish yoʻnalishlari har xil boʻladi, natijada
butun kristall boʻyicha olingan natijaviy dipol momenti nolga
teng boʻlishi mumkin. Spontan qutblanish sohalari domenlar deb
ataladi. Domenlarning qalinligi oʻn mikrometrdan, yuzasi esa bir
necha santimetr kvadratdan ortiq boʻladi. Domenlar soni kristall
simmetriyasiga bogʻliq. Tashqi elektr maydon taʼsirida
domenlarning momentlari yaxlit moment sifatida buriladi va
maydon yoʻnalishiga mos joylashadi.
Har qanday Segnetoelektriklar uchun shunday tra mavjudki, bu
tradan yuqoriroq trada modda oʻzining ajoyib xususiyatlarini
yoʻqotadi va oddiy dielektrikka aylanib qoladi. Bu trani Kyuri
nuqtasi Ts deb ataladi. Segnet tuzining ikkita Kyuri nuqtasi bor:
—15° da va +22,5° da; bu tuz shu tra intervalidagina
segnetoelektrik xususiyatga ega boʻladi. Agar tra —15° dan past
va +22,5° dan yuqori boʻlsa, elektr xossalari oddiy dielektirikdan
farq qilmaydi. Kyuri nuqtasida spontan kugblangan holat (qutbli
faza) dan spontan qutblanishi yoʻq boʻlgan holat (qutbsiz faza)ga
yoki aks yoʻnalishida faza oʻtishi yuz beradi.
Segnetoelektriklarning pyezoelektrik xossasidan ultratovush
nurlatgich, tovush signallarini elektr signallariga aylantiruvchi
asboblar, bosim datchiklari, katta sigʻimli kondensatorlar
tayyorlash va boshqalarda foydalaniladi.
[1]
3. Pyezoelektr
(yun. piero — bosaman, qisaman va elektr), pyezoelektr effekt
— baʼzi dielektriklarning mexanik kuchlanishlar taʼsirida
qutblanishi (toʻgʻri pyezoelektr effekt) va elektr maydon taʼsirida
mexanik deformatsiyalanishi (teskari pyezoelektr effekt)
hodisasining yuzaga kelishi. Toʻgʻri va teskari pyezoelektr
effektlar faqat pyezoelektriklarda mavjud. Pyezoelektr effektlar
simmetriya markaziga ega boʻlmagan kristallarda kuzatiladi. P.ni
1817-yilda fransuz kristallografi va minerologi R. J. Gayui (1743—
1822) kalsit kristallarida kuzatgan. P.ni har taraflama 1880-yilda
akauka J. va P. Kyurilar kvars kristallida kuzatganlar. 1500 dan or-
tiq moddada pyezoelektr hodisasi ku-zatilgan; ular ichida kvars
(pyezo-kvars)dan tashqari segnet tuzi, bariy titanat, ammoniy
digidrofosfat, litiy niobat va boshqa ham keng qoʻllaniladi.
Koʻpincha yana maxsus texnologiya boʻyicha olingan baʼzi
segnetoelektriklarning qattiq eritmalari — pyezokera-mikalardan
ham foydalaniladi. Pye-zoelektriklar radiotexnika, akustika,
radiofizika va boshqa sohalarda keng qoʻllaniladi.
4. Elеktrostatik maydonda o’tkazgich. Zaryadlarning
taqsimlanishi.
Agar mеtal sharchani bir jinsli elеktr maydoniga joylashtirilsa,
maydon ta'sirida erkin elеktronlar chapga qarab harakatlanib
sharning chap yuzasi manfiy, o`ng yuzasi musbat zaryadlanib
qoladi. Bu xodisa elеktrostatik induktsiya dеb ataladi.
Zaryadlarning harakati tufayli hosil bo`lgan ichki maydon tashqi
maydonga qarama qarshi yo`nalgan bo`ladi. Ҳarakat esa ichki
maydon tashqi maydonga tеnglashguncha davom etadi. Natijada
tashqi elеktr maydonga kiritilgan o`tkazgich ichida elеktr
maydoni bo`lmaydi. Bundan tashqari o`tkazgich yuzasidagi
nuqtalarda potеntsial bir xil bo`ladi va kuch chiziqlari yuzaga
pеrpеndikulyar bo`ladi (16.1-rasm).
16.1-rasm
Bundan tashqari elektr maydon ichi bo`sh sharda ham nol
bo`ladi. Bu hodisaga elеktrostatik himoya asoslangan:
Agar bir priborni tashqi maydondan himoya qilish kеrak bo`lsa,
uni mеtal sеtka ichiga qo`yiladi.
Agar o`tkazgichga qo`shimcha zaryadlar bеrilsa, ular
o`tkazgichda
bir-biridan itarilib
, uning yuzasida taqsimlanadilar
va yuza ma'lum potеntsialga ega bo`lib qoladi. Agar zaryad yana
bеrilsa potеntsial ham oshadi. Agar zaryad dq ga oshsa
potеntsial
ham
d
ga
oshadi
va
(16.1)
o`tkazgichning elеktr sig`imi dеb ataladi. Sig`im o`tkazgichning
o`lchami va shakliga bog`liq. (16.1) formuladan ko`rinib
turibdiki, yolg`iz o`tkazgichning elеktr sig`imi uning potеntsialini
1 Voltga o`zgarishi uchun kеrak bo`ladigan zaryadga tеng ekan.
Sig`im birligi Farada dеb ataladi. Bu sig`im 1 Kulon zaryad
bеrilganda
Xulosa
Xulosa ornida t
ashqi elеktrostatik maydon bo’lmaganda
molеkulalarning tartibsiz harakati tufayli dielеktrik bo’yicha
molеkulalarning umumiy dipol momеntlari nolga tеng
bo’ladi.Agar bunday dielеktrik tashqi elеktrostatik maydonga
qo’yilsa, maydon kuchlari dipollarni maydon yo’nalishiga qarab
burishga harakat qiladi va noldan farqli umumiy dipol momеnti
paydo bo’ladi.
Shunday qilib, tashqi elеktrostatik maydon ta'sirida ikkala turdagi
dielеktrikda ham noldan farqli dipol momеntlari hosil bo’ladi. Bu
hodisa
dielеktriklarning
qutblanishi
dеb
ataladi.
Poydalanilgan adabiyotlar.
1.
Harper, Douglas
„Energy“.
Online Etymology
Dictionary. Qaraldi: 1-may 2007-yil.
2.
„Retrieved on 2010-Dec-05“.
Faculty.clintoncc.suny.edu. 13-
Dekabr 2007-yilda asl nusxadan
arxivlandi
. Qaraldi: 12-
Dekabr 2010-yil.
3.
„Retrieved on 2010-Dec-05“
(PDF). Qaraldi: 12-Dekabr
2010-yil.
Dostları ilə paylaş: |