електропровідність діелектриків

Електропровідність - явище, обумовлене наявністю вільних і слабо пов'язаних носіїв заряду в діелектрику. Ці заряди під дією постійного прикладеної напруги набувають спрямований рух, викликаючи тим самим електричний струм.

Ідеальний діелектрик повинен мати нескінченно велике електричний опір і не повинен пропускати електричний струм. Однак реальні діелектрики володіють деякою електропровідністю (струмом витоку), і їх питомий опір становить величину, що лежить в межах від 10 6 (практично 10 9) до 10 17 Ом · м і вище. Тому, в діелектрику при підведенні до нього електричного поля поряд з поляризаційними процесами, виникає також явище електропровідності.

Поляризаційні процеси зсуву зв'язаних зарядів в речовині до моменту встановлення рівноважного стану протікають у часі, створюючи струми зміщення, в діелектриках. Струми зміщення упругосвязанних зарядів при електронної та іонної поляризаціях настільки короткотривалі, що їх зазвичай не вдається зафіксувати приладом. Струми зміщення різних видів сповільненій поляризації, які спостерігаються у великої кількості технічних діелектриків, називають абсорбційними струмами. При постійній напрузі абсорбційні струми, змінюючи свій напрямок, протікають тільки в моменти включення і вимкнення напруги; при змінній напрузі вони протікають протягом усього часу перебування матеріалу в електричному полі.

Наявність в технічних діелектриках невеликого числа вільних зарядів призводить до виникнення слабких за величиною наскрізних струмів. Струм витоку в технічному діелектрику є сумою наскрізного струму і струму абсорбції. Для щільності струмів можна записати:

+ .

Щільність струму зміщення визначається швидкістю зміни вектора електричного смещеніяD:

=,

обумовленого миттєвими (електронними, іонними) і уповільненими зсувами зарядів.

Як видно з малюнка 3.3. після завершення процесів поляризації через діелектрик протікає тільки наскрізний струм. Струми зміщення необхідно брати до уваги при вимірах провідності діелектриків з огляду на те, що при невеликій витримці зразка діелектрика під напругою зазвичай реєструється не тільки наскрізний струм, але і супроводжуючий його ток абсорбції, внаслідок чого може бути формуватися неправильне уявлення про провідності.

Провідність діелектрика при постійній напрузі визначається по наскрізного струму, що супроводжується виділенням і нейтралізацією зарядів на електродах. При змінній напрузі активна провідність визначається не тільки наскрізним струмом, а й активними складовими абсорбційних струмів.

Справжньою опір ізоляції, що визначає наскрізний струм, миє бути обчислено за такою формулою:

.

Оскільки при визначенні абсорбційних струмів навіть уповільнених видів поляризації виникають деякі труднощі, опір діелектрика розраховують зазвичай як частка від ділення напруги на струм, який вимірюється через одну хвилину після включення напруги і приймається за наскрізний струм.