Токи в диэлектриках

В момент включения и выключения постоянного электрического поля через диэлектрик электрического конденсатора протекает обусловленный быстрыми видами поляризаций токсмещения I_см за время ~10^-15с. В неполярных однородных диэлектриках затем устанавливается ток сквознойпроводимости - I_скв. В начальный момент времени и при выключении постоянного поля через полярные и неоднородные диэлектрики протекает также токабсорбции - I_абс, причиной которого являются замедленные (релаксационные) поляризации. Во многих диэлектриках, используемых в качестве электрической изоляции, ток сквозной проводимости I_скв устанавливается за время меньшее 1 мин.

В переменном электрическом поле через диэлектрик протекают все, характерные для него виды токов. Сквозной ток - I_скв (ток утечки) обусловлен наличием в диэлектриках указанных в табл.1свободных носителей заряда различной природы.

Вид диэлектрика	Носители заряда (область слабых полей)	Природа носителей заряда (происхождение)
Газообразные	Положительные и отрицательные ионы	Ионизация молекул газа
В сильных полях также электроны	Ударная ионизация и фотоионизация молекул газа
Жидкие	Ионы	Диссоциация молекул примесей
Коллоидные заряженные частицы	Характерны для коллоидных растворов-эмульсий (коллоидные частицы-жидкость) и суспензий (взвешенное фаза-твердое вещество)
Твердые	Ионы	Диссоциация примесей или собственных молекул
Точечные дефекты кристаллической решетки: вакансии (пустые узлы), межузельные ионы	Зависят от структуры кристаллического диэлектрика
Электроны проводимости или дырки в заполненной зоне	В диэлектриках с электронным механизмом проводимости

В постоянном электрическом поле токи абсорбции I_абс могут устанавливаться в течение длительного времени (в течение минут или даже часов) в зависимости от типа диэлектрика и механизма поляризации. После исчезновения тока абсорбции через диэлектрик будет протекать только ток сквозной проводимости I_скв. При расчете сопротивления изоляции на постоянном напряжении необходимо расчет вести по току сквозной проводимости I_скв, исключая токи абсорбции. Механизмы возникновения и уменьшения тока абсорбции I_абс показаны в табл. 2.

Условия возникновения Iабс	Механизм или причина уменьшения проводимости
При ионной проводимости наличие блокирующих контактов с электродами	Блокирующие контакты препятствуют прохождению носителей заряда через границу электрод-диэлектрик или разряду носителей, подходящих из объема диэлектрика на границе с электродом.
Неоднородная структура диэлектрика	Накопление заряда на границах раздела, что вызывает перераспределение электрического поля.
Ионная проводимость в жидком диэлектрике	Необратимое удаление носителей заряда и разрядка их на электродах (электроочистка)
Инжекция электронов или дырок в диэлектрик	Захват носителей заряда на ловушки (дефекты решетки) и исключение их из процесса переноса тока
Наличие в диэлектрике замедленной поляризации	Установление релаксационной поляризации с течением времени

Дата добавления: 2015-07-19