Elektronika va asbobsozlik

3-MA’RUZA.


Mavzu : Dielektriklarning energiya isrofi.
Dielektriklarning teshilishi.


Reja:
1. Dielektriklarning teshilishi
2. Dielektriklarning tasnifi va yuqori chastotali maydonlardagi tabiati

Tayanch so‘z va iboralar:

qutblanish va elektr o‘tkazuvchanlik, kanal, dielektriklar tabiati, ug­lerod, dielektriklar, isrof, qizish, Kimyoviy tarkib, radiomateriallar xarakteristikalari.

Dielektriklarning biz ko‘rib chiqqan qutblanish va elektr o‘tkazuvchanlik jarayonlarining temperaturaga va beril­gan kuchlanish chastotasiga bog‘liq ravishda o‘zgarish xarakterini taxlil qilishga imkon beradi. Masalan, temperatura ortishi bilan qutbsiz dielektrikning xarakteristikasi ham ortadi (7-rasm 1 egri chiziq). Bunga o‘tkazuvchanlik tokinnng va shunga ko‘ra dielektrikda aktiv quvvat isrofining ortishi sabab bo‘ladi.

Qutbli dielyoktrikda ning ortishi o‘tkazuvchanlik tokining T₂ va undan yukori temperaturada o‘sishi bilan bog‘likdir (2 egri chiziq) ning T₁ temperaturagacha ortib borishini dipol qutblanish jarayonida ishtirok etuvchi qutbli molekulalar sonining ortib borib, ularni orientatsiyalash uchun ener­giya sarflanishi bilan tushuntirish mumkin. T₁ va undan yuqo­ri temperaturalarda orientatsiyalangan (elektr maydon yunalishi bo‘yicha) qutbli molekulalarning issiqlik tarqoqligi holatiga o‘tish jarayoni boshlanadi. Tobora ko‘proq qutbli molekulalarning tartibsiz issiqlik tebranishi holatiga o‘tishi sababli dipol qutblanishga sarflanadigan elektr energiya kamayadi. ning T dan T₂ gacha oraliqda kamayishi aynan shuni bildiradi.

9-rasm
10-rasmda qutbli va qutbsiz dielektriklar uchun ning o‘zgaruvchan kuchlanish chastotasiga bog‘lanish grafigi tasvirlangan. Qutbsiz dielektriklarda berilgan kuchlanish chastotasi ortishi bilan ning kamayishi (1 egri chiziq) dielektrikda o‘tkazuvchanlik tokining kamayishi bilan tushuntiriladi, chunki o‘zgaruvchan elektr maydon yunalishining juda tez o‘zgarishi tufayli bitta yarim davr vaqt mobaynida ionlar ko‘chib ulgurmaydi. Bunda aktiv o‘tkazuvchanlik toki kamayadi. Qutbli dielektriklarda berilgan kuchlanish chastotasi or­tishi bilan avvaliga energiya isrofi ortadi (2 egri chiziq). Buning sababi dipollarning tez-tez orientirlanishga majbur bo‘lishidir, bunga esa ko‘proq energiya sarflanadi. Bu hodisa fakat m maksimal qiymatga mos keluvchi ma’lum 1_m chastotagacha davom etadi. 1m chastotadan boshlab bitta yarim davr vaqti (elektr maydon o‘z yo‘nalishini saqlaydi) shu qadar kichik bo‘lib qoladi-ki, natijada qutbli molekulalar orientatsiyalanishga ulgur­maydi va dielektrikda energiya isrofi kamayadi. kattalikning yuqori chastotalar sohasida kamayishi aynan shuni anglatadi. Bu bog‘liqliklarni bilish berilgan chastotada ishlatish uchun dielektrik tanlashda kerak bo‘ladi. 7 va 8-rasmda tasvirlangan grafiklar murakkab tarkibli dielektriklarda qutbli turda va aralashmalar qutblanishining boshqa turlari tufayli ba’zan boshqacharoq bo‘lishi mumkin.
Dielektriklarning teshilishi
Radioapparatlarning ba’zi qismlaridagi dielektriklar yuqori kuchlanish ostida bo‘lishi mumkin. Agar bunda elektr maydon kuchlanganligi Ye ning qiymati mazkur dielektrik uchun joiz qiymatdan ortib ketsa, dielektrikda teshilish ro‘y beradi. Natijada dielektrik o‘zining elektr izolyatsiyalash xususiyatini yo‘qotadi, chunki teshilish bo‘lgan joyda o‘tkazuvchanligi yuqori to‘g‘ri kanal paydo bo‘ladi. Dielektrikning teshilishi undan tok o‘tganda qizish natijasida ro‘y berishi mumkin. Qiziganda dielektrikning elektr qarshiligi kamaygani uchun undan o‘tuvchi tok kuchi ortadi, bu esa qizishni tezlashtiradi. Bu jarayon kichik kesimli va o‘tkazuvchanligi yuqori kanalda rivojlanib boradi. Xamma di­elektriklar juda kichik issiqlik o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgani uchun mazkur kanalda temperatura keskin ortadi. Kuchlanish yo‘l ko‘yilgandan yuqori qiymatga ega bo‘lganda ajralib chiquvchi issiqlik miqdori ortib ketib, dielektrik buziladi (kuyadi, eriydi) issiqlikdan teshilish sodir bo‘ladi.
Issiqlikdan teshilish yuqori chastotali kuchlanish ostida ishlovchi dielektriklarda ko‘p uchraydigan teshilish turidir. Buning natijasida dielektrikda issiqlik tarzida ko‘p energiya isrof bo‘ladi. Bu esa dielektrikning ortiqcha qizishiga va uning issiqlik ta’sirida buzilishiga olib keladi.
Qattiq dielektrik issiqlik ta’sirida teshilganda uning Ye_esh elektr mustahkamligi T temperaturaga (9- rasm) va Dielektrikning qalinligi h ga (10-rasm) bog‘liq bo‘ladi, chunki bu kattaliklar ortgan sayin issiqlik tarqalishi yomonlashadi. Bu esa dielektriki issiqlikdan buzilishini tezlashtiradi.
Ba’zan qattiq dielektrikning elektr sodir bo‘ladi. Teshilish boshlanishida dielektrikdagi erkin elektronlar uning hajmining biror joyida quyun hosil qiladi. Bu esa dielektrikning elektr buzilishiga olib keladi. Bunda di­elektrikning elektr mustahkamligi uning temperaturasi va qalinligiga unchalik bog‘liq bo‘lmaydi (9 va 10- rasmlarga karang).
Dielektrikda elektr teshilish yuzaga kelishining asosiy shartlari shundan iboratki, bunda dielektrik isrof, qizish sodir bo‘lmaydi va dielektrikning bir jinsliligi yuqori bo‘ladi. Amalda bu shartlar kamdan-kam bajariladi, shuning uchun elektr teshilish hodisasi kam uchraydi. Qattiq dielektrikning elektr mustahkamligi kuchlanishning ta’sir etish vaqtiga bog‘lik.



10-rasm

28- rasmda dielektrikka kuchlanish qo‘yish vaqti ortishi bilan uning elektr mustah­kamligi Yek ning kamayishi ko‘rsatilgan. Bu grafik ko‘pincha «yashash grafigi» deb ataladi, chunki unga qarab dielektrikning berilgan elektr maydon kuchlanganligida ishlash muddatini aniqlash mumkin.

2. Dielektriklarning tasnifi va yuqori chastotali maydonlardagi tabiati Dielektriklar kimyoviy tarkibi, tuzilishi, shuningdek elektr, mexanik va boshqa xossalari bo‘yicha bir-biridan farq qiluvchi radiomateriallarning eng boy sinfini tashkil etadi. Agregat holatiga ko‘ra dielektriklar gaz, suyuq va qattiq dielektriklarga bo‘linadi. Qutblanish jarayonlari nuqtai nazaridan hamma dielektriklar, ularning agregat holatlaridan qat’iy nazar, qutbli va qutbsiz dielektriklarga bo‘linadi. Kimyoviy tarkibiga ko‘ra, dielektriklarning organik va noorganik xillari bo‘ladi. Organik dielektriklar asosi ug­lerod bo‘lgan turli birikmalardan iborat. Noorganik dielektriklarda uglerod bo‘lmaydi. Noorganik dielektriklarning barchasi va organik dielektriklarning ko‘p qismi kristall yoki amorf tuzilishga ega bo‘lgan qattiq moddalardir. Radioapparat va radioqurilmalarda ko‘proq qattiq dielekt­riklar qo‘llanadi, shu sababli bundan keyin, shu guruhga kiruvchi elektriklarni ko‘rib chiqamiz. Qattiq dielektriklar ichida qutbsiz, qutbli va segnetoelektriklardan tashqari, siquvchi va cho‘zuvchi kuchlar ta’sirida qutblanish xossasiga ega bo‘lgan p’ezoelektriklar ham bo‘ladi (bu nom yunoncha «p’ezo»—bosaman so‘zidan kelib chiqqan).

Yuqori chastotali maydonda dielektriklar tabiati issiqlik tarzida ajralib chiqadigan va ularning qizishga sabab bo‘ladigan dielektrik energiya isroflari bilan xarakterlanadi. Qizish natijasida radioapparatdagi dielektriklarning elektr qarshiligi kamayadi, natijada ularning sifati pasayadi. Shuning uchun yuqori chastotali dielektriklarda va _r iloji boricha kichik shuningdek chastotalarning keng oralig‘ida barqaror bo‘lishi kerak yuqori chastotali dielektriklar uchun bu chastatalar oralig‘i davlat standarti orqali belgilab qo‘yiladi. Ko‘pchilik yuqori chastotali qattiq dielektrik­lar uchun = 0,00020,005; _k =22,4 (f=10⁶ Gs chastotada).
Ma’lumki, dielektriklarda o‘tkazuvchanlik tokining isrofi ham yuzaga keladi. Bu isrof hajmiy elektr qarshilikka qarab aniqlanadi. Shuning uchun dielektriklarning solishtirma hajmiy va sirt elektr qarshiliklari katta bo‘lishi mumkin. Zamonaviy radiomateriallar texnologiyasi R_=10^14­­10¹⁶ Omm va rs=10¹³ 10¹⁶ Om bo‘lgan dielektriklar hosil qilish imkonini beradi:
Yuqori chastotali dielektriklarga qo‘yiladigan eng muhim talab: ularning kimyoviy tarkibi, tuzilishi, elektr va boshqa xarakteristikalari bir jinsli bo‘lishini ta’minlashdir.
Yuqorida aytilganlardan tashqari zamonaviy radioelekt­ronika dielektriklarga yana bir qator qo‘shimcha talablar qo‘yiladi. Bular dielektriklarning issiqbardoshligi yuqori va mikrotuzilishi (mikrosxemalar uchun) bir xil bo‘lishi, mexanik mustahkamligi, namga chidamliligi yuqori va radiatsiyaga ham chidamli bo‘lishidir. Shu bilan birgalikda radiomateriallar xarakteristikalarining vaqt bo‘yicha yuqori darajada turg‘un bo‘lishi ham nazarda tutiladi. Bu talablarni bir vahtda bajarish mushkul, shu sababli zamonaviy radiochastotali di­elektriklar nomenklaturasi juda katta.

Adabiyotlar:

1)K.P.Bogorodiskiy, V.V.Pasinkov, “Elektrotexnicheskiy materiali”1985g

2)I.Xolikulov,M.M.Nishonova”Elektron texnika materiallari“ Toshkent shark 2006y
3)N.V.Nikulin, V.A.Nazarov ”Radiomateriallar va komponentlar “ Toshkent