Основные электрические характеристики диэлектрика:
1) удельное электрическое сопротивление ρv и ρs;
2) диэлектрическая проницаемость Е, относительная – Еr = E/E0;
3) тангенс угла диэлектрических потерь - tg δ;
4) электрическая прочность Епр = Uпр : h, В/м.
Способность материала проводить электрический ток называется электрической проводимостью или электропроводностью. Величина ей обратная – электрическое сопротивление.
Относительная диэлектрическая проницаемость εr показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в этом диэлектрике меньше силы взаимодействия этих зарядов в вакууме.
Тангенс угла диэлектрических потерь tan δ – важный электрический параметр диэлектрика, определяющий диэлектрические потери в данном диэлектрике. Имеется стандартизированная методика измерения тангенса угла диэлектрических потерь и ёмкости диэлектрика с помощью 4-х плечевого высоковольтного моста.
Любой диэлектрик может быть использован при напряжениях, не превышающих предельных значений, характерных для него в определённых условиях. При напряжении выше этих предельных значений наступает явление пробоя диэлектрика – то есть полная потеря им изоляционных свойств с образованием канала высокой проводимости, приводящего к короткому замыканию электродов. Напряжение, при котором происходит пробой, называется пробивным напряжением Uпр. Напряжённость электрического поля, при которой произошёл пробой, называется электрической прочностью Епр = Uпр / h, В/м, где h – расстояние между плоскими электродами (эта формула справедлива для равномерного поля).
2.Диамагнетик
К диамагнетикам относятся вещества с полностью заполненными атомными оболочками т.е. атомы не имеют собственного магнитного момента . В случае приложения внешнего поля атомы приобретают магнитный момент который направлен в сторону поля и складывается с магнитным моментом поля. Магнитная восприимчивость отрицательна и не велика, по абсолютной величине и не зависит от температуры и напряжённости.
3.Простые полупроводники
Полупроводники-это материалы, обладающие свойствами как проводников, так и диэлектриков.
Основные свойства:
1)В широком диапазоне температур удельное сопротивление полупроводника уменьшается т.е. они имеют отрицательный температурный коэффициент.
2)При введении в полупроводник примесей изменяется не только его удельное сопротивление но и тип электропроводности.
3)Удельное сопротивление полупроводников зависит от внешних воздействий(изменение температуры, напряжённости электромагнитных полей, освещённости и т.д.)
Простые полупроводниковые материалы – это собственно химические элементы: бор В, углерод С, германий Ge,кремний Si, селен Se, сера S, сурьма Sb, теллур Te и йод I. Самостоятельное применение широко нашли германий, кремний и селен. Остальные чаще всего применяются в качестве легирующих добавок или в качестве компонентов в сложных полупроводниковых материалов.
Германий- это простой полупроводник . Чистый германий обладает металлически блеском , относительно высокой плотностью , высокой температурой плавления , слабо раствори в воде и не растворим в солярной и серной кислотах. Германий активно растворяется в смеси азотной и плавиковой кислот, а также в растворе перекиси водорода. Применяется германий для изготовления различных диодов.
Кремний. В свободном виде кремний не встречается, а встречается в виде оксида монокристаллов кварца. Количество примесей в полупроводниковом кремние должно быть не более 10-6%. Кремний на воздухе покрывается тонкой оксидной плёнкой диоксида кремния. Он используется для изготовления микросхем, а также для изготовления диодов, транзистеров и др.
Селен. Существует в некоторых аллотропных модификациях(стеклообразной, аморфной и гексогональной). Селен в отличии от других полупроводниковых материалов обладает аномальной температурной зависимостью. При увеличении температуры количество основных носителей заряда уменьшается , а скорость их передвижения возврастает. Применяется для изготовления выпрямителей переменного тока, фотоэлектриков.
