Fizika Fənnin adı: Tətbiqi fizika SƏRBƏst iŞ

Azərbaycan Respublikasının Təhsil Nazirliyi

Azərbaycan Texniki Universiteti

Kafedra: Fizika

Fənnin adı: Tətbiqi fizika

SƏRBƏST İŞ. 5
Fakültə: Nəqliyyat və logistika
İxtisas: Logistika və nəqliyyat texnologiyaları mühəndisliyi
Qrup: 160a4

Müəllim: Rəhimov Rəsul

Tələbə: Qasımov Rüstəm

Bakı.2021

Dielektriklər,onların növləri və tətbiqləri.

DIELEKTRİK, elektrik cərəyanını pis keçirən maddələr. "Dielektrik" termini M.Faraday tərəfindən elektrostatik sahənin nüfuz etdiyi maddələri təyin etmək üçün tətbiq edilmişdir. Hər hansı bir maddənin elektrik sahəsinə yerləşdirildikdə, elektronlar və atom nüvələri bu sahədəki qüvvələri təcrübə edin. Nəticədə bəzi ittihamlar elektrik cərəyanı yaradaraq istiqamətdə hərəkət edir. Qalan ittihamlar yenidən bölüşdürülür ki, müsbət və mənfi yüklərin "ağırlıq mərkəzləri" bir-birinə nisbətən yerdəyişsin. Sonuncu halda, biri maddənin qütbləşməsindən danışır. Bu iki prosesdən hansının (qütbləşmə və ya elektrik keçiriciliyi) üstünlük təşkil etməsindən asılı olaraq maddələr dielektriklərə (bütün ionlaşmamış qazlar, bəzi mayelər və qatılar) və keçiricilərə (metal, elektrolit, plazma) bölünür. Dielektriklərin elektrik keçiriciliyi metallara nisbətən çox aşağıdır. Dielektriklərin xüsusi elektrik müqaviməti 10 8 -10 17 Ohm · sm, metallar - 10 -6 -10 -4 Ohm · sm.Klassik fizika dielektriklərin və metalların elektrik keçiriciliyindəki kəmiyyət fərqini metallarda sərbəst elektronların olması ilə izah etməyə çalışdı, dielektriklərdə isə bütün elektronlar bir-birinə bağlanır (ayrı atomlara aiddir) və elektrik sahəsi ayrılmır, ancaq onları bir az yerindən kənarlaşdırır.Kvant nəzəriyyəsi möhkəm bədən metalların və dielektriklərin elektrik xüsusiyyətlərindəki fərqi elektronların enerji səviyyələrinə görə fərqli paylanması ilə izah edir. Dielektriklərdə elektronlarla doldurulmuş yuxarı enerji səviyyəsi icazə verilən zolaqlardan birinin yuxarı sərhədləri ilə üst-üstə düşür (metallarda icazə verilən zolaq içərisindədir) və ən güclü sərbəst səviyyə, çox güclü olmayan elektrik sahələrinin təsiri altında elektronların aşa bilmədiyi qadağan olunmuş zolaqla dolu olanlardan ayrılır (bax Band nəzəriyyə). Akt elektrik sahəsi dielektrikin qütbləşməsinə gətirib çıxaran elektron sıxlığının yenidən paylanmasına qədər azalır. Dielektriklərin qütbləşməsi. Dielektriklərin qütbləşmə mexanizmləri kimyəvi bağın təbiətindən, yəni dielektriklərdə elektron sıxlığının paylanmasından asılıdır. İon kristallarında (məsələn, NaCl), qütbləşmə ionların bir-birinə nisbətən dəyişməsinin (ion qütbləşməsi), həmçinin ayrı-ayrı ionların elektron qabıqlarının deformasiyasının (elektron qütbləşmə), yəni ion və elektron qütbləşmələrin cəminin nəticəsidir. İlə kristallarda kovalent bağ (məsələn, almaz), elektron sıxlığının atomlar arasında bərabər paylandığı yerdə, qütbləşmə əsasən kimyəvi bir əlaqə yaradan elektronların yerdəyişməsindən qaynaqlanır. Qütb dielektrikləri (məsələn, qatı H 2 S) deyiləndə, atom qrupları elektrik sahəsi olmadıqda təsadüfi yönəldilmiş və sahələrdə üstünlük təşkil edən elektrik dipollarıdır. Bu yönümlü qütbləşmə bir çox maye və qaz üçün səciyyəvidir. Bənzər bir qütbləşmə mexanizmi qəfəsdəki tarazlığın bir mövqeyindən digərinə fərdi ionların elektrik sahəsinin təsiri altındakı "atlama" ilə əlaqələndirilir. Bu mexanizm xüsusilə tez-tez hidrogen atomlarının bir neçə tarazlıq mövqeyinə malik olduğu bir hidrogen əlaqəsi olan maddələrdə (məsələn, buzda) müşahidə olunur. Dielektriklərin polarizasiyası dielektrikin vahid həcminə görə elektrik dipol anı olan polarizasiya vektoru P ilə xarakterizə olunur:

burada p i hissəciklərin dipol anlarıdır (atomlar, ionlar, molekullar), N vahid həcmə düşən hissəciklərin sayıdır. V vektoru elektrik sahəsinin gücündən asılıdır. Zəif sahələrdə Ρ \u003d ε 0 ϰΕ. Proporsionallıq əmsalı ϰ dielektrik həssaslığı adlanır. Çox vaxt P vektorunun əvəzinə elektrik induksiya vektorundan istifadə olunur (1) burada ε dielektrik sabitidir, ε 0 elektrik sabitidir. Κ və ε kəmiyyətlər dielektrikin əsas xüsusiyyətləridir. Anizotropik dielektriklərdə (məsələn, kubik olmayan kristallarda), P istiqaməti yalnız sahənin istiqaməti ilə deyil, həm də kristalın simmetriya oxlarının istiqaməti ilə təyin olunur. Buna görə, P vektoru, E-nin kristalın simmetriya oxlarına münasibətdə istiqamətləndirilməsindən asılı olaraq, E vektoru ilə fərqli bucaqlar düzəldəcəkdir. Bu vəziyyətdə D vektoru E vektoru vasitəsilə bir ε dəyərindən deyil, dielektrik sabit tenzor əmələ gətirən bir neçə (ümumi halda altıdan) istifadə edilərək təyin ediləcəkdir. Elektrik sahəsi olmadıqda dielektriklərin qütbləşməsi. Bir sıra qatı dielektriklərdə (piroelektriklər, ferroelektriklər, piezoelektriklər, elektrlər) qütbləşmə elektrik sahəsi olmadan da mövcud ola bilər, yəni başqa səbəblərdən yarana bilər. Deməli, piroelektriklərdə yüklər o qədər asimmetrik şəkildə yerləşdirilib ki, əks işarənin yüklərinin ağırlıq mərkəzləri üst-üstə düşməsin, yəni dielektrik özbaşına qütblənsin. Lakin, pyroelektriklərdə qütbləşmə yalnız temperatur dəyişdikdə, kompensasiya edən qütbləşmə zamanı özünü göstərir elektrik yükləri yenidən qurmağa vaxtınız yoxdur. Müxtəlif piroelektriklər xarici təsirlərin (temperatur, elektrik sahəsi) təsiri altında spontan qütbləşməsi dəyişə bilən ferroelektriklərdir. Piezoelektriklərdə qütbləşmə kristalın deformasiyasında baş verir ki, bu da onların kristal quruluşunun xüsusiyyətləri ilə əlaqələndirilir. Sahə olmadıqda qütbləşmə elektret adlanan qatran və eynək kimi bəzi maddələrdə də müşahidə edilə bilər. Dielektriklərin elektrik keçiriciliyi kiçikdir, lakin həmişə sıfırdır. Elektronlar və ionlar dielektriklərdə mobil yük daşıyıcıları ola bilər. Normal şəraitdə dielektriklərin elektron keçiriciliyi ionlu ilə müqayisədə azdır. İon keçiriciliyi həm daxili ionların, həm də safsızlıq ionlarının hərəkəti sayəsində ola bilər. İonların kristaldan keçmə ehtimalı kristallarda qüsurların olması ilə əlaqələndirilir. Məsələn, bir kristalda bir boşluq varsa, bir sahənin təsiri altında qonşu bir ion onu tuta bilər, növbəti ion yeni əmələ gələn boşluğa keçə bilər və s. Nəticədə vakansiyalar hərəkət edir və bu da bütün kristal vasitəsilə yük ötürülməsinə gətirib çıxarır. İonların hərəkəti, aralıq boyunca atlamaları nəticəsində də baş verir. İon keçiriciliyi temperatur artdıqca artır. Səth keçiriciliyi dielektrikin elektrik keçiriciliyinə əhəmiyyətli töhfə verə bilər .