57. Поверхностная электропроводность твердых диэлектриков.

Поверхностная электропроводность обусловлена наличием влаги, загрязнениями и различными дефектами поверхности диэлектрика. Вода обладает значительной проводимостью. Достаточно тончайшего слоя влаги на поверхности диэлектрика, чтобы обнаружить заметную проводимость, которая определяется в основном толщиной этого слоя.

Однако, поскольку сопротивление адсорбированной пленки влаги связано с природой материала, на поверхности которого она находится, удельную поверхностную проводимость обычно рассматривают как свойство самого диэлектрика.

Удельная поверхностная проводимость тем ниже, чем меньше полярность вещества и чем чище по-верхность диэлектрика. Причем наличие загрязнений на поверхности относительно мало сказывается на удельной поверхностной проводимости гидрофобных диэлектриков и сильно влияет на проводимость гидрофильных диэлектриков.

К первым в основном относятся неполярные диэлектрики, чистая поверхность которых не смачивается водой, ко вторым — полярные и ионные диэлектрики со смачиваемой поверхностью. Наиболее значительное увеличение удельной поверхностной проводимости имеет место у полярных диэлектриков, частично растворимых в воде, у которых на поверхности образуется пленка электролита. Кроме того, к поверхности полярных диэлектриков могут прилипать различные загрязнения, также приводящие к росту поверхностной проводимости. Высокой поверхностной проводимостью обладают и объемно-пористые материалы, так как процесс поглощения влаги вглубь материала стимулирует также и образование ее пленки на поверхности диэлектрика.

С целью уменьшения поверхностной проводимости применяют различные приемы очистки поверхности - промывку спиртом, водой с последующей просушкой и т.д. Наиболее эффективной очисткой поверхности достаточно нагревостойкого изделия, не впитывающего воду, является продолжительное кипячение в дистиллированной воде. Покрытие керамики и стекол пленками кремний органических лаков способствует сохранению низкой поверхностной проводимости изделий во влажной среде.

58. Электропроводность жидких диэлектриков

Электропроводность жидких диэлектриков тесно связана со строением молекул жидкости. В неполярных жидкостях электропроводность определяется наличием диссоциированных примесей. В полярных жидкостях электропроводность зависит не только от примесей, иногда она вызывается диссоциацией молекул самой жидкости.

Ток в жидкости может быть обусловлен как перемещением ионов, так и перемещением относительно крупных заряженных коллоидных частиц (коллоидная система — тесная смесь двух веществ (фаз) причем одна фаза в виде мелких частиц – капель, зерен, пылинок - равномерно взвешена в другой).

Полярные жидкости (дистиллированная вода, этиловый спирт, ацетон) имеют  = 10³-10⁵ Ом·м, у неполярных жидкостей (бензол, трансформаторное масло)  > 10¹⁰-10¹³ Ом·м, так как в полярных жидкостях легче происходит диссоциация молекул.

Удельная проводимость любой жидкости в значительной степени зависит от температуры. В связи с увеличением энергии хаотического теплового движения молекул степень ионизации и концентрация ионов растет с повышением температуры по экспоненциальному закону:

n = n₀·exp[–W/(kT)], (5.0)

где W - энергия диссоциации, n₀ - общая концентрация ионов в единице объема.

Отсюда удельная проводимость:

 = n·q·(₊ + _–) = А·ехр(–а/Т), (5.0)

где ₊ и _– подвижности положительных и отрицательных ионов соответственно, q – заряд иона, А и а – постоянные, характеризующие материал.

Удельное сопротивление жидкостей:

 = В·ехр(а/T), (5.0)

где В - постоянная, равная 1/А.