Страницы: -
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 -
10 -
11 -
12 -
13 -
14 -
15 -
16 -
17 -
18 -
19 -
20 -
21 -
22 -
23 -
24 -
25 -
Таблицы физических величин.М.,"Атомиздат",1976,
стр.304-308.
К 6.7. А.с. 490 661,490 662,492 155
К 6.8. А.с. 491 174,515 684,514 632,465 345
К 6.10 А.Л.Дорофеев, Визревые токи,М."Энергия",1977
А.с. 422 982
К 6.11.2. Дж.Делли. Черенковское излучение и его применение;
М.,"ИЛ".1960.
Б.М.Болотовский, Свечение Вавилова-Черенкова.
М."Наука" 1964.
7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА.
ДИЭЛЕКТРИКИ.
7.1.1. Диэлектриками являются неионизованные газы, а так-
же жидкости и твердые тела, характеризующиеся полностью запол-
ненной электронами валентной зоной и полностью электронной на
уровне зоны проводимости не происходит , то такие вещества ве-
дут себя как изоляторы. При наличии такого возбуждения (в слу-
чае малой энергетичесой щели между зонами) вещества являются
полупроводниками. Диэлектрики и полупровдники экспоненциально
уменьшают его по свое обьемное сопротивление при повышении
температуры.
А.с. 515 075: Способ определения обрыва жилы кабеля с
изоляцией, сопротивление которой зависит от температуры зави-
сит от температуры, например, жаростойкого кабеля с магнези-
альной изоляцией, при котором воздействуют сигналом, выявляю-
щим повреждения, на последовательные участки кабеля а о месте
повреждения кабеля в момент подачи сигнала на дефектное место,
отличающее тем что, с целью упрощения отыскания места об, на
кабель воздействуют тепловым сигналом, например теплом от газо
-воздушной горелки , а о месте повреждения судят по изменению
сопротивления изоляции кабеля.
7.1.2.сли материал претерпевает те или иные певращения,
его с о п р о т и в л е н и е э л е к т р и ч е ск о м у
т о к у меняется.
А.с. N 414528: Способ определения относительной связанной
поверхности волокон в листе бумаги путем измерения электросоп-
ротивления,отличающийся тем,что,с целью повышения точности и
упрощения методики измерений, образец бумаги подвергают линей-
ному деформированию в продольном направлении расположения во-
локон с одновременной регистрацией электросопротивления, после
чего определяют отношение разности измерения электросопротив-
лений после и до деформирования образца бумаги.
Расплавы некоторых диэлектриков - поводники, в частности,
хорошо пропускает ток расплавленное стекло.
7.1.3. В диэлектрике, помещенном в переменное электромаг-
нитное поле , часть энергии поля переходит в тепловую. Эта до-
ля пропорциональна т а н г е н с у у г л а д и э л е к т р-
и ч е с к и х п о т е р ь ( ).
Патент Австралии N 420764: Способ термического сращивания
материалов. Предлагается усовершенствованный метод сращивания
псредством диэлектрического нагрева термопластичных материа-
лов, имеющих малые коэффициенты диэлектрических потерь (пропи-
лен,полиплен и др.).При этом между наложенными друг на друга
краями соединяемых внахлестку листов материала закладывается
вставка, эффективно выделяющая тепло при воздействии электри-
ческого поля ВЧ, которое создается между электродами прижимаю-
щими сращиваемый участок.Тепловыделяющие вставки,имеющие форму
прутка или квадратных пластинок, изготовляются из газорениро-
ванных полимеров (например полимеры и сополимеры хлористого
винила)и располагается вдоль соединяемых краев листов.Тепло,
выделяемое вставками под действием электрического поля ВЧ,
нагревает и размегчает материал в зоне соединения, благодаря
чему он при нажатии электродов обжимается вокруг вставки и
сращивается в сплошную массу.
Все виды нагрева диэлектриков в электрических полях осно-
ваны именно на этом эффекте.
А.N 527407. Способ изготовления бетонополимерных изделий
заключающийся в сушке бетонных элементов с вакуумированием,
пропитke под давлением и последующей термокаталитеческой поли-
меризации,о т л и ч а ю щ и й тем , что, с целью равномерного
прогрева изделия и сохранения продолжительности процесса тер-
мокаталитиую полимеризацию осуществляют или дополнительном
воздействии электрического поля ВЧ в диапазоне 1-150 мгц
7.2. Д и э л е к т р и ч е с к а я п р о н и ц а е -
м о с т ь диэлектриков зависит от многих факторов . По ее
изменению можно контролировать ход различных процессов в диэ-
лектриках.
А.С N Способ контроля глубины полимеризации синтетических
каучуков в процессе их растворной полимеризации,о т л и ч а ю
щ е й с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности контроля
и упрощения методики анализа, измеряют диэлектрическую прони-
каемость раствора полимера и со степени изменения диэлектри-
ческой проницаемости о глубине полимеризаций продукта
А.С.N 497520: Способ определения времени пропитки порис-
тых материалов, заключающийся в погружении контролируемого
образца торцом в контрольную жидкость и отсчета времени про-
питки о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точ-
ности, образец материала помещают в датчик измерительной аппа-
ратуры, например между обкладками конденсаторов, а время
пропитки отсчитывают от момента начала до момента прекращения
изменения электрических свойств образца.
7.2.1. Диэлектрические свойства вещества зависят от час-
тоты. Один и тот же материал при воздействии на него поля низ-
кой частоты -диэлектрик,поля высокой частоты - к.
При I мы имеем дело с диэлектриком, а
при I - с поводником.( - удельная электрическая
проницаемость - круговая частота.
7.3. П р о б о й д и э л е к т р и к о в. носит лбо теп-
ловой, либо электрический - лавинный - характер.Механизм
теплового пробоя - постепенный разогрев участка диэлектри-
ка,падение его сопротивления и термическое разрушение материа-
ла.
А.С.N 218805: Способ электрораскроя материала,напри-
мер,ткани, с помощью электрода,выполненого по форме выкройки
отличающийся тем,что, с целью ускорения технологического про-
цесса раскроя повышения точности раскроя и сокращения отходов
материала,раскрой поизводят расщиплением материала на ионы то-
ком высокого напряжения например 10 кв, проходящим через раск-
раиваемый материал между неподвижным электродом и другим
электродом по линии электроповодной схемы,перемещаемым по дру-
гую сторону раскраеваемого материала.
7.4.Электромеханические эффекты в диэлектриках.
7.4.1.Общим электромеханическим эффектом для всех диэ-
лектриков является э л е к т р о с т р и к ц и я . Она появля-
ется в упругом (обратимом) превращении энергии тела в
электрическое поле и для свободного тела сопровождается увели-
чением его размеров.
7.4.2. П ь е з о э л е к т р и ч е с к и й э ф ф е к т.
(пьезоэффект) - это также электромеханический эффект, однако
он наблюдается не во всех диэлектриках, а только в нецентро-
симметричных кристаллах. Причем, в отличии от электрострикции,
пьезоэффект обратим Он может быть прямым и обратным.
Прямой пьезоэффект проявляется в образовании зарядов на
поверхности твердого тела под воздействием механических напря-
жений.
Лампу-вспышку зажигает удар. Польский изобретатель Тадеуш
Косецкий предложил использовать пьезокристалл в качестве ис-
точника энергии для лампы-вспышки. Под действием быстрого
сильного удара по кристаллу на нем возникает электрическое
напряжение. По расчетам изобретателя, его вполне должно хва-
тить для зажигания лампы. Никаких батарей для такого "блица"
вообще не понадобится: всю необходимую для лампы энергию даст
механический удар по кристаллу.
Патент ФРГN.1218216: Пьезоэлектрическое устройство для
зажигания с кулачковым приводом, предназначенное для двигате-
лей внутреннего сгорания, отличающееся тем,что кулачковый при-
вод постоянно имеет кинетическое соединение, и периодичес-
ки-динамическое соединение с известным пружинным аккумулятором
и взаимодействует с ним. Пружинный аккумулятор соединен с под-
вижным концом пьезоэлектрического элемента.
7.4.3. Обратный пьезоэффект анологичен эффекту электрост-
рикции однако, если при электрострикции деформации тела не за-
висит от знака электрического поля, для пьезоэффекта такая
зависимость имеет место. Практически можно считать, что пьезо-
эффект отличен, а электрострикция является квадратичным эффек-
том.
Патент США N 3239283. Предлагается кострукция подшипника
в котором трение уничтожается вибрацией.Втулки подшипника вы-
полняются из пьезоэлектрического материала и с обеих сторон
покрываются тонкой электропроводной фольгой. К фольге припаи-
ваются тонкие электроды, по которым проводится переменный ток.
А ток заставляет пьезоэлектрик сжиматься и раздаваться, созда-
вая вибрацию, уничтожающую трение.
В некоторых случаях используются одновременно и пямой и
обратный пьезоэффект, например, в пьезоэлектрических трансфор-
маторах.
7.5. В некоторых кристаллах суммарный дипольный момент
отличен от нуля даже в отсутсвие внешнего электрического поля.
Такого рода кристаллы называют самопроизвольно или спонтанно
поляризованными кристаллами. Другое название этих кристаллов -
п и р о э л е к т р и к и. Это название появилось потому, что
пироэлектрики обнаруживают по возникновению заряда на их по-
верхности при нагревании или охлаждении. С помощью пироэлект-
риков можно измерять изменение температуры на 10 в минус 6-ой
градуса.
АN.288356: Устройство для определения тепловых потоков
содержащее термоэлементы, расположенные на гранях дополнитель-
ной стенки, перпендикулярных направлению потока иизмерительную
схему,отличающуюся тем,что,с целью повышения точности и быст-
родействия, в нем термоэлементы выполнены в виде пироэлектри-
ческих датчиков температуры и включены в частотнозависимую
цепь обратной связи измерительной схемы.
Пироэлектрический эффект обычно усложняется тем,что каж-
дый пироэлектрический кристалл является одновременно и пьезоэ-
лектриком. Поэтому неоднократное изменение температуры крис-
талла вызывает деформацию, а последняя породит "вторичную"
поляризацию пьезоэлектрического происхождения, налагающуюся на
"первичную" пироэлектрическую поляризацию.
7.5.1. В пироэлектрических кристаллах может наблюдаться
э л е к т р о к а л о р и ч е с к и й э ф ф е к т - изменение
температуры пироэлектрика, вызванное изменением величины
электрического поля (например,при внесении пироэлектрика в
электрическое поле).
7.5.2. С е г н е т о э л е к т р и к и - частный случай
пироэлектриков.
А.С.N 276449: sпособ детектирования в газовой хроматогра-
фии путем каталитического сжигания компонентов анализируемой
смеси , отличающийся тем,что с целью увеличения чувствитель-
ности и непосредственного измерения производной концентрации
анализируемого веществаво времени, сжигание производят на по-
верхности сегнетоэлектрика и измеряют возникающие при этом
электрические заряды.
7.5.3. В сегнетоэлектриках также самопоизвольно возникает
поляризация , но только в некотором интервале температур. Тем-
пература, при которой происходит исчезновение спонтанной поля-
ризации, называется сегнетоэлектрической температурой Кюри.
При температуре Кюри в сегнетоэлектриках наблюдается максимум
диэлектрической проницаемости,а ее изменение вблизи этой тем-
пературы происходит скачками (сравнение с эффектами Гопкинса и
Бархгаузена). Выше температуры Кюри сегнетоэлектрик переходит
в п а р о э л е к т р и ч е с к о е с о с т о я н и е.
А.С.N 238185: Устройство для измерения расхода,скорости
потока жидкости или газа , содержащее термочуствительный дат-
чик с нагревательным элементом и схему измерения темперетуры,
отличающуюся тем,что, с целью обеспечения работы в агресивных
средах,повышения быстродействия и точности измерения,термо-
чувствительный элемент датчика выполнен в виде термоконденса-
тора из сегнетоэлектрика,точка Кюри которого ниже рабочей тем-
пературы.
С е г н е т о э л е к т р и к и - это электрические
аналоги форромагнетиков,которые ,как известно, самопроизвольно
намагничиваются и имеют точку Кюри. Поэтому сегнетоэлектрики
иногда называют ф е р р о э л е к т р и к а м и. Они отличают-
ся большой диэлектрической проницаемостью, высоким пьезоэффек-
том наличием петли диэлектрического гисерезиса, интересными
электрооптическими свойствами.
А.С.N 262405: sканирующее устройство оптического диапазо-
на,содержащее зонную пьезоэлектрическую пластину, с системой
электродов,на которую подано отклоняющее напряжение ,и колли-
мирующее устройство отличающееся тем,что, с целью уменьшения
необходимого отклоняющего напряжения и оптических потерь, зон-
ная пластина изготовлена из сегнето-электриков моноклинной
системы, у которых пьезоэффекты по взаимно перпендикулярным
направлениям различны а зоны френеля нанесены на поверхность
пластины в виде чередующихся отражающих и неотражающихся пок-
рытий в форме элипсов, главные оси которых ориентированы вдоль
направления пьезоэффектов пластины.
7.5.4. Кроме сегнетоэлектриков, которые можно расматри-
вать как совокупность паралельно ориентированных диполей,есть
вещества с антипаралельным расположением диполей. Их называют
а н т и с е г н е т о э л е к т р и к а м и .
При наложении достаточно сильного электрического поля ан-
тисегнетоэлектрики могут перейти в сегнетоэлектрическое состо-
яние При таком "вынужденом" фазовом переходе в сильном пере-
менном поле наблюдаются двойные петли гистерезиса. Kритическое
поле, при котором в антисегнетоэлектриках возникает сегнетоэ-
лектрическая фаза,уменьшается при увеличении температуры. В
некоторых случаях с ростом температуры наблюдаются переходы из
сегнетоэлектрического состояния в антисегнетоэлектрическое, а
затем в пароэлектрическое.
7.5.5. С е г н е т о ф е р р о м а г н е т и к и - это
сегнетоэлектрики, в которых наблюдается упорядочение магнитных
моментов. В них могут существовать различные виды электричес-
кого и магнитного упорядочения: сегнетоэлектричество или анти-
сегнетоэлектричество с ферромагнитизмом , антиферромагнетизмом
или ферромагнетизмом.
7.5.6. Сегнетоэлектрические и ферромагнитные точки Кюри у
таких веществ не совпадают. Но в сегнетоэлектрической точке
Кюри наблюдается аномалия магнитных свойств, а в магнитной -
аномалия диэлектрических.Кроме того, при наложении магнитного
(электрического) поля наблюдается изменение электрической
(магнитной)проницаемости- магнито э л е к т р и ч е с к и й
э ф ф е к т .
7.6. Влияние электрического поля и механических напряже-
ний на сегнетоэлектрический эффект
7.6.1.Наложение электрического поля вдоль полярной оси
увеличивает устойчивость сегнетоэлектрического состояния, рас-
ширяет область температур,в которой существует спонтанная по-
ляризация. В антисенгетоэлектриках в сильных электрических по-
лях температура Кюри понижается.
Некоторые сигнетоэлектрики выше точки Кюри обладают
пьезоэффектом.Приложение к таким веществам в параэлектрической
фазе механического напряжения по эффекту эквивалентно приложо-
го напряжения.
А.N 415617: 1 Способ измерения напряженности электричес-
кого поля путем изменения диэлектрической проницаемости сегне-
токонденсатора,помещенное в иследуемое поле,отличающееся
тем,что с целью повышения доводят до точки Кюри,стабилизируют
ее вблизи этой точки, периодически деформируя тело сегнетокон-
денсатора, перемещают точку Кюри и выделяют электрический сиг-
нал, имеющий частоту механических деформаций, по которому су-
дят о напряженности измеряемого электрического поля.
2 Способ по п.1, отличающийся тем, что, периодическую
деформацию тела сегнетоконденсатора производят при помощи уль-
тразвукового аккустического поля.
3 Способ по п.1 отличающийся тем,ч деформацию тела сегне-
токонденсатора производят при помощи знакопеременного электри-
ческого поля.
- В водородосодержащих сегнетоэлектриках наложение
гидростатического давления повышает температуру Кюри.
7.6.2. eсли в сегнетоэлектрике наблюдаются низкотемпера-
турные переходы, на кривых температурных зависимостей диэлект-
рических свойств обычно наблюдаются а н о м а л и и , соот-
ветствующие этим переходам. Антисегнетоэлектрический фазовый
переход сопровождается аномалией теплоемкости ирконата свинца
-400 ккал/моль); может наблюдаться аномальное изменение объема
и коэффициента теплового расширения.
7.6.3. pри нагреве сегнетоэлектрического кристалла проис-
ходит уменьшение спонтанной поляризации,что эквивалентно появ-
лению пироэлектрического заряда на поверхности кристалла.
Патент Великобритании N 1335955: Электрическое измерение
давления Датчик давления состоит из тела,выполненого из пироэ-
лектрического вещества ,диэлектрическая постоянная которого
зависит приложенного давления,при этом температура измеритель-
ного тела стабилизируется подачей переменного напряжения на
пироэлектрический элемент, имеющий тепловую связь с измери-
тельным телом.
Новый тип сегнетоэлектрического полинейного элемента так-
тандел-температурно автостабилизированный диэлектрический не-
линейный элемент сам стабилизирует свою температуру вблизи
точки Кюри.
На возрастание электросопротивления в области температуры
Кюри основаны сегнетоэлектрические термосопротивления с про-
должительным температурным коэффициентом (ТКС- +60%/градус)
-позисторы.
7.7. Э л е к т р е т ы - электрические аналоги поэтапных
магнитов Они длительно сохраняют наэлектризованное состояние и
создают вокруг себя электрическое поле. Электреты получаются
либо охлажденио нагретого диэлектрика (воска,церезина,нейлона
ит.д.) в сильном электрическом поле , либо освещением (или ра-
диоактивным облучением) фотопроводящих диэлектриков, также в
сильном поле. Применение электретов связано в основном с нали-
чием у них постоянного электрического поля.
А.С.N 115132 Индивидуальный дозиметр радиоактивного излу-
чения и другого проникающего излучения, состоящий из приемника
излучения и измерительного пибора, отличающийся тем ,что с
целью возможности определения суммарной дозы излучения за тре-
буемый помежуток времени, его приемник выполнен в виде элект-
рета,заключенного в герметический корпус, содержащий газ,нап-
ример ,воздух.
Здесь излучение ионизирует газ, ионы которого разряжают
электрет.
Л И Т Е Р А Т У Р А.
Е.С. Кухаркин. Основы инженерной электрофизики,
т1,2.м.,Высшая школа 1989г.
Е.Е. Зибельрман. Электричество и магнетизм. М.,"Наука",
1970г.
К 7.1. Таблицы физических величин.М., "Атомиздат",1976,
стр.320
Патент Франции 2005067
К 7.2 Патент США 3586971.
К 7.4. В.В.Лаврженко. Пьезоэлектрические трансформаторы.
М., Энергия.,1975,
А.С.517790, 504940;
Патент США 3557616, 3558795
К 7.5. Г.А.Смоленский, Н.Н. Крайник. Сегнетоэлектрики и
антисегнетоэлектрики М.,"Наука",1968.
Физический энциклопедический словарь т4,стр.11-12.
8. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА.
8.1. Всякое вещество является магнетиком, т.е. способно
под действием магнитного поля приобретать магнитный момент
(намагничиваться). По величине и направлению этого момента, а
также по причинам, его породившим, все вещества делятся на
группы. Основные из них - диа и парамагнетики.
8.1.1. Молекулы д и а м а г н е т и к а собственного маг-
нитного момента не имеют. Он возникает у них только под дейс-
твием внешнего магнитного поля и направлен против него. Таким
образом результирующее магнитное поле в диамагнетике меньше,
чем внешнее поле, правда, на очень малую величин