Bài giảng Vật liệu điện: Tính dẫn điện của điện môi - ThS. Nguyễn Hữu Vinh

Dưới đây là bài giảng Vật liệu điện: Tính dẫn điện của điện môi do ThS. Nguyễn Hữu Vinh biên soạn. Mời các bạn tham khảo bài giảng để hiểu rõ hơn về khái niệm chung; điện trở khối của đoạn cách điện có hình dạng khác nhau; bản chất vật lý của sự dẫn điện trong vật chất; tính dẫn điện trong kim loại; tính siêu dẫn và tính dẫn điện cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật liệu điện: Tính dẫn điện của điện môi - ThS. Nguyễn Hữu Vinh TẬPĐOÀNĐIỆNLỰCVIỆTNAM TRƯỜNGĐẠIHỌCĐIỆNLỰCMônhọc: VẬTLIỆUĐIỆN TÍNHDẪNĐIỆNCỦAĐIỆNMÔI1. Khái niệm chung2. Điện trở khối của đoạn cách điện có hình dạng khác nhau3. Bản chất vật lý của sự dân điện trong vật chất4. Tính dẫn điện trong kim loại5. Tính siêu dẫn và tính dẫn điện cao (dây dẫn lạnh) TÍNHDẪNĐIỆNCỦAĐIỆNMÔI6. Tính dẫn điện trong bán dẫn7. Tính dẫn điện của điện môi rắn8. Tính dẫn điện của chất khí9. Tính dẫn điện của chất lỏng1. Khái niệm chungTheo lý thuyết, vật liệu cách điện dưới điện áp DC sẽ không cho dòngđiện chạy qua. (Rcđ = ∞, cđ = ∞)Tuy nhiên, thực tế là có dòng điện rất nhỏ chạy qua (dòng điện rò). Điện trở suất của vật liệu cách điện là có giới hạn. (R cđ ≠ ∞, cđ ≠ ∞)Dòng điện rò: U I rò I cđ RcđIrò = Icđ: dòng điện ròU: Điện áp đặt hai đầu cách điệnRcđ: điện trở cách điệnIs: dòng điện mặtI = Iv: dòng điện khối1. Khái niệm chungDòng điện rò qua 1 đoạn cách điện: là tỉ sốgiữa điện áp 1 chiều với điện trở của đoạn cách U IV Iđiện ở thời gian ổn định. RVDòng điện rò khối: là dòng diện đi trong lòngcủa điện môi U ISDòng điện mặt: là dòng điện đi trên bề mặt của RSđiện môi. 1 1 1I cđ I rò I Is Rcđ RV RSRV: Điện trở khối; RS: Điện trở mặt Gcđ GV GSGV: Điện dẫn khối; GS: Điện dẫn mặtĐiện trở khối RV ( ) l d2RV V S S 4 l V : Điện trở suất khối ( m) S: tiết diện của điện môi (m2) d l: chiều dài đoạn cách điện (m) UĐiện trở suất khối V ( m) l V RV S UĐiện trở mặt Rs ( ) l RS S h h l S : Điện trở suất mặt ( m)l: khoảng cách giữa 2 điện cực tính theo bề mặt của điện môi rắnh: chiều dài của điện cực tiếp xúc với điện môi.Điện trở suất mặt l S ( m) S RS h aRS S b 1 aS RS bVí dụ: Xác định dòng điện rò qua 1 đoạn cách điện hình trụ có chiều dài trụ là 20cm. Đường kính trụ là 2cm. Đặt giữa 2 điện cực phẳng tròn có đường kính 2 cm vào chính tâm 2 đầu điện môi. V = 1015 ( m) S = 1016 ( m) l UDC = 1000 (V) d I rò ? U I rò IV Is U U U UIV IS RV l RS l V s S h U U IV IS 4.l l s V d2 d 1000 15 1000 14IV 10 ( A) IS 2 .10 ( A) 4.20.10 2 2 20.10 1015 1016 2 ( 2.10 2 ) 2 2.10 15 14 I rò 10 10 ( A) 22. Điện trở khối của các đoạn cách điện có hình dạng khác nhauXét đoạn cách điện hình chữ nhật acó kích thước a,b và độ dày cáchđiện l (như hình vẽ). Điện cực SĐặt điện cực tròn tiết diện S ở bềmặt đoạn cách điện. b a,b >> l Rs , s l d2 RV V S S 4 l 1 1 1 1 1 Rcđ RV RS RV Rcđ RV UĐối với đoạn cách điện dài l, đường kính D. Đặt hai đầu đoạn cách điện hai điện cực tròn đường kính d (ngay tâm), điện áp U (như hình vẽ). l>>D, d la) Nếu Rs, s l d2 RV V S D S 4 Rcđ RV ...