Электрофоретическая проводимость

Электрофоретическая проводимость обусловлена дрейфом (направленным движением) коллоидных частиц и части ионов диффузионного слоя и разряжением их на электродах.

Примером коллоидных систем в электротехнике являются:

1. Эмульсии (оба компонента – жидкости);

2. Суспензии (твердые частицы в жидкости);

3. Аэрозоли (твердые и жидкие частицы в газе).

При наложении поля коллоидные частицы приходят в движение, что проявляется как явление электрофореза. Электрофорез отличается от электролиза тем, что при нем не наблюдается образования новых веществ, а лишь меняется относительная концентрация дисперсной фазы в различных слоях жидкости.

Электрофоретическая электропроводность наблюдается, в частности, в маслах, содержащих эмульгированную воду, и в органических жидкостях, содержащих смолы.

Электропроводность жидких неполярных диэлектриков

Электропроводность этих диэлектриков (например, нефтяных электроизоляционных масел) определяется в основном только природой и концентрацией ионогенной примеси. Поэтому удельное сопротивление технически чистых жидких неполярных диэлектриков относительно велико ( = 10¹⁰-10¹⁴ Ом м). Молекулы ионогенной примеси диссоциируют на ионы и тем сильнее, чем больше их полярность (больше ) и выше температура; удельное сопротивление диэлектрика при этом снижается. Молекулы неполярной примеси диссоциировать не могут, поэтому их присутствие не влияет на удельное сопротивление жидких неполярных диэлектриков.

Электропроводность жидких полярных диэлектриков

В жидких полярных диэлектриках (например, в полихлордифениле) наряду с молекулами ионогенной примеси могут диссоциировать и собственные молекулы и тем значительнее, чем выше полярность (выше ) диэлектрика и температура. Но главное - ионогенная примесь под действием полярных молекул диэлектрика диссоциирует значительно сильней, чем в случае неполярного диэлектрика. Все это приводит к большей (по сравнению с неполярными диэлектриками) концентрации образующихся ионов. Поэтому, удельное сопротивление жидких полярных диэлектриков всегда ниже ( = 10⁸-10¹¹ Ом м), чем у неполярных (см. таблицу).

Зависимость j и от Е в широком интервале

В жидких диэлектриках в слабых электрических полях с увеличением напряженности поля плотность тока j растет линейно (участок ОА), а удельная электропроводность не изменяется, т. е. имеет место подчинение закону Ома (рис. 3.9). В области сильных электрических полей, начиная с Е Екр 10⁷—10⁸ В/м, зависимости j(E) (участок АБ) и (Е) резко возрастают с увеличением Е и перестают подчиняться закону Ома; при Е=Е_пр происходит пробой. Резкое возрастание плотности тока и удельной электропроводности с увеличением напряженности электрического поля в сильных полях вызвано:

1. увеличением концентрации n носителей заряда в результате инжекции электронов из катода, электронной ударной ионизации и фотоионизации;

2. увеличением подвижности а зарядов.

У тщательно очищенных жидких диэлектриков на кривой зависимости j = (E) возможен горизонтальный участок, соответствующий току насыщения (см. рис. 3.9, 2^’). В жидких диэлектриках высокой степени чистоты удельная электропроводность очень низкая (порядка 10^-17- 10^-18 См м^-1) и обусловливается ионизирующим воздействием космических лучей и радиацией Земли. Ее можно считать «естественной» электропроводностью жидких диэлектриков. Если поместить измеряемую жидкость в экранированную камеру, то «естественная» электропроводность значительно снижается.