Заттың диэлектрлік өтімділігі

Сабақ жоспары

Пәні:Электротехникалық материалдар

Сабақтың тақырыбы:Заттың диэлектрлік өтімділігі

Сабақтың мақсаты:

Білімділік:Студенттергеэлектр өрісіндегі өткізгіштер мен диэлектриктер туралы түсінік беру. Электроскопты және электрометрді қолдануды үйрену.

Тәрбиелік:Студенттерді ұқыптылыққа, жүйелілікке тәрбиелеу.

Дамытушылық:Студенттердің, ойлау және іскерлік қабілетін, логикасын, мәдениеттілігін дамыту.

Сабақтың түрі:аралас сабақ.

Оқыту әдісі: сұрақ-жауап, әңгімелесу, конспект жазу.

Сабақта қолданылатын көрнекті құралдар:тақта, жұмыс дәптері

Сабақтың барысы

І. Ұйымдастыру.

а) студенттермен сәлемдесу;

ә) сабаққа қатысын тексеру;

б) студенттердің сабаққа дайындығын тексеру.

ІІ. Өткен сабақты қайталау. Өткен сабақты қайталаубойынша сұрақтар мен тапсырмалар:

1. Серпімді поляризациясы

2. Релаксациялық поляризация

3. Электрондық поляризация

4. Иондық поляризация

5. Дипольдікрелаксациялық поляризация

IІІ. Жаңа сабақты түсіндіру.

IV. Жаңа сабақты бекіту.Жаңа сабақ бойынша берілетін сұрақтар мен тапсырмалар:

1. Газдар

2. Сұйық диэлектриктер

3. Қатты диэлектриктер

V. Үйге тапсырма беру: конспектіні қайталап оқу, тақырып бойынша қосымша іздену.

VI. Сабақты қорытындылау: сабақты бағалау және студенттердің сұрақтарына жауап беру.

Заттың диэлектрлік өтімділігі

Қаралатын сұрақтар:

1. Газдар

2. Сұйық диэлектриктер

3. Қатты диэлектриктер

Газдар

Егер газ молекулалары дипольдік моментке ие болса газ поляризациясытаза электрондық және дипольдық болуы мүмкін.

Газдар молекулалар арасындағы үлкен арақашықтық үшін аз тығыздыққа ие.Сондықтан газдардың поляризациясын ескермеуге болады және қалыпты қысым кезінде газдардың диэлектрлік өтімділігі ε 1-ге жақын.

Газдардың диэлектрлік өтімділігі молекулалар радиусының өсуімен өседі, себебі радиустың өсуімен молекуланың поляризациялануы өседі.Газдардың диэлектрлік өтімділігінің қысым p  және температураға T тәуелділігі молекулалар шоғырлануының nөзгерісімен анықталады.

p = nkT.

Мұндағы k -  Больцман тұрақтысы. 

Сұйық диэлектриктер

Биполяр сұйықтар үшін ε үлкен емес және сәуленің сыну көрсеткішінің n квадратына жақын.

ε = n²

Бейтарап сұйықтар үшін ε температура өскен сайын азаяды,бұл температура өскен сайын сұйықтық тығыздығының азаюымен байланысты,яғни, молекулалар шоғырлануының азаюы деген сөз.

Бензол, толуол үшін ε = n² ≈ 2.

Дипольдық (полярлық) сұйықтардабір уақытта электрондық, дипольдық–релаксациялық поляризация өтеді.Дипольдардың электр моментіμ және бірлік көлемдегі молекулалар саны неғұрлым көп болса, εсоғұрлым көп болады. Полярлық сұйықтың диэлектрлік өтімділігі биполярлыққа қарағанда көп. Мысалы, кастор майыныңε = 4,5.

Полярлық сұйықтардыңтемпературалық тәуелділігіεсұйықтар тұтқырының кенет өзгеретін аймағындағы дипольдік максимуммен сипатталады. Электр өрісінің жиілігінің өсуімен полярлық сұйықтардың диэлектрлік өтімділігі электрондық поляризациямен анықталатын мәнге дейін төмендейді.

ε(ω)_ω→∞= n²

Қатты диэлектриктер

Қатты диэлектриктерде поляризацияның барлық түрлері болуы мүмкін.

Бейтарап диэлектриктер үшінε = n², бұл төмендегі 20 ºС температурада биполярлық диэлектриктер үшін келтірілген қорытындыларда расталады.

Бөлшектердің тығыз ораушысы бар иондықкристалдарэлектрондық және иондық поляризацияға ие. ε кең диапазондарда өзгереді.Әдетте температура өскен сайын ε өседі. Бейорганикалық аморфты диэлектриктерде (шыныларда) ε 4-тен 20-ға дейін өзгереді, температура өскен сайын өседі, алайда (рутил TiO₂, кальций титанаты CaTiO₃) жағдайларында өзгеруі де мүмкін.

Органикалық полярлық диэлектриктерде дипольдық–релаксациялық поляризация бар. ε кең ауқымда өзгереді, бірақ әдетте 4 – 10 мәндеріне ие. Диэлектрлік өтімділік температураға, берілген кернеудің жиілігіне тәуелді, полярлық сұйықтарда көрсетілетін заңдылықтарға бағынады.

Түркістан облысы
Созақ ауданы, Таукент елді мекені, «№24 колледж» МКҚК

арнайы пән оқытушысы: Султанбеков Махсат Сабитович