1. Kryteria zaliczenia materiału do dielektryków.

-duza rezystywność - wieksza niż 10⁶Ωm
-szerokosc pasma zabronionego Eg ≥ 2eV
- zdolność do gromadzenia ładunków elektrycznych.

2. Współczynniki materiałowe dielektryków.

- przenikalność elektryczna wzgledna - zdolność do gromadzenia energii elektrycznej i polaryzacji $\mathrm{\varepsilon}_{N = \frac{\varepsilon}{\varepsilon_{0}}}$

-Temperaturowy współczynnik przenikalności $\text{TWP} = \frac{1}{\varepsilon}*\frac{\partial\varepsilon}{\partial T}$
-wspolczynnik stratności - charakteryzuje zdolność osrodka do rozpraszania energii zmiennego pola elektrycznego we wnętrzu osrodka od polaryzacji i pradow wpływu tanδ
-rezysytywnosc skosna - opisuje stalo-pradowe przewodnictwo elektryczne we wnętrzu osrodka(efekt zanieczyszczen,defektow struktury krystalicznej) ρ_v
-rezystywnosc powierzchniowa - stałoprądowe przewodnictwo elektryczn w warstwie powierzchniowej osrodka ρ_s
-wytrzymalosc dielektryczna - odpornosc na przebicie $K_{m}\left\lbrack \frac{V}{\text{cm}} \right\rbrack$
-zespolona przenikalność elektryczna ε = ε − iε′ ε^′ = ε * tgδ
-zastepcza konduktywnosc δ_z = ε * tgδ

3.Mechanizmy polaryzacji.

- Polaryzacja elektronowa P_e :
przesuwanie się srodkow ciężkości powlok elektronowych pod wpływem pola elektrycznego.Bezinerycyjna ,niskie straty[?], szybki czas reakcji 10⁻¹⁵s, slaba zależność temperaturowa wystepuje we wszystkich do pasma nadfioletu(Ustepuje po usunieciu zew.pola)
- Polaryzacja jonowa P_i :
przesuwanie się jonow pod wplywe pola elektrycznego, male straty, czas reakcji10⁻¹³s,wystepuje w materialach o budowie jonowej do zakresu podczerwieni.
- Polaryzacja oreinatycjna P_d :
obracanie się dipoli i ich orientacja w materiale , pod wpływem pola elektrycznego; znaczne straty, nie zalezna od temperatury. Wystepuje w dielektrykach biegunowych i para elektrykach w zakresie częstotliwości radiowych
- Polaryzacja przestrzenna makroskopowa P_s :
przemieszczanie się niezwiązanych ładunków elektrycznych w dielektryku, b.duze straty i czas reakcji. Wystepuje w materialach niejednorodnych[?] (ceramika polikrystaliczna).

4. Dielektryki specjalne

- Piezoelektryki - wykazuja się wlasciowsciami piezoelektrycznymi. Powstaje pole elektryczne w materiale pod wpływem naprężeń mechanicznych. Siec krystaliczna zostaje naprezona i węzły sieci ulegaja przesunieciu. Czesc energi zostaje zmagazynowana w postaci energii elektrycznej.
Przykład: kwarc, topaz, turmalin

Piroelektryki - ładunki elektryczne powstaja poprzez ogrzewanie lub ochlodzenie powierzchni krysztalu. Jedna pow. Kryszytalu podczas ogrzewania zyskuje ładunek dodatni, a podczas ochlodzenia ujemny,druga powierzchnia odwrotnie. Wielkosc ładunku zalezy od szybkości zmiany temperatury.
- zjawisko piroelektryczne wtorne - dodatkowa polaryzacja od deformacji materialu
- zjawisko piroelektryczne pierwotne - brak deformacji w krysztale

Przykład: turmalin

Zastosowania : noktowizja, detekcja promieniowania czerwonego.

Ferroelektryki - duza przenikalność elektryczna. Wytepuja w nich spontaniczne spolaryzowane domeny. Przenikalnosc elektryczna jest nieliniowa funkcja temperatury.Najwieksza przenikalosc poniżej temp . Curie. Przekraczajac temp. Curie ferroelektryk traci …[?]. Pod wpływem zmiany znaku zew.pola pojawia się zjawisko histerezy elektrycznej[?] - analogia do histerezy magnetycznej. Wyrozniamy ferroelektryki mono i polikrystaliczny. Mono - SSL Seignette'a, Poli - tytanian baru.

Elektryty - przez dlugi czas zachowuja stan naladowania elektrycznego. Tworza wokół pole elektryczne. Sa elektrycznymi odpowiednikami magnesow trwałych.

5. Podstawowe cechy dielektryków nieorganicznych i organicznych.

Nieorganiczne:
- duza odporność cieplna
- stabilność w czasie
- odporność na warunki klimatyczne
- odporność na warunki chemiczne

Organiczne:
- termoplastyczne
- termutwardzalne

6. Klasyfikacja kondensatorów.

-regulowane
-stale:
a. z dielektrykiem organicznym : polimerowe, papierowe, teflonowe
b. z dielektrykiem gazowym : powietrzne, gazowe, próżniowe
c. z dielektrykiem nieorganicznym : ceramiczne, szklane, mikowe[?]
d. z dielektrykiem tlenkowym : aluminiowe, tantalowe

7. Schemat zastępczy i podstawowe parametry kondensatorów.

C - pojemność znamionowa $X = \frac{1}{\text{jω}C_{}}$
R_d - rezystancja szeregowa
R_u - rezystancja izolacji
L_d-indukcyjnosc szeregowa X = jωL_d

Podstawowe parametry

1. Pojemnosc znamionowa
2. Tolerancja pojemności $\frac{\Delta C}{C}$*100% - najwieksza roznica pojemnośći w stosunku do wartości znamionowej zmierzonej w warunkach norm.
3.Wpolczynnik stratności - stosunek Re do Im stratności
4. Impedancja Z - suma rezystancji, reaktancji pojemnościowej i reaktancji induktywnej
5.Napiecie znamionowe - najwyższe napiecie, które może być przyłożone do kondensatora bez jego uszkodzenia
6. Napiecie proby - wytrzymałość izolacji kondensatora - bez przebicia i iskry
7. Napiecie przebicia
8.Prad wpływowy - prad jaki plynie przez kondensator po przyłożeniu pradu stalego.
9. Zakres częstotliwości pracy
10. Szumy.

8. Budowa, zalety, wady i zastosowania kondensatorów z podstawowych grup:
polimerowych, ceramicznych, elektrolitycznych.

Polimerowe :

- Budowa:
Klasycznie były to dwie wstęgi folii alu. przedzielone dielektrykiem.
Kondenstatory metalizowane - okładziny stanowi cieniutka warsta metalu(alum.) naniesiona próżniowo na jedną lub obie strony folii z tworzywa.
Jako dielektryk stosuje się folię wykonaną z różnych materiałów i od tego materiału zależą właściwości produkowanych kondensatorów.

Podzial kondenstarow polimerowych:
-Polistyrenowe
-Poliestrowe
-Poliwęglanowe
-Polipropylenowe.

Zalety i wady:
-poprawna praca przy duzym pradzie
-duza wytrzymałość napieciowa
-relatywnie duza pojemność

Zastosowania:
-stosuje je się przy średnich czestotliwosciach(1Hz-10MHz)
-telekom. Filtry LC(k.polistyrenowe)
-obwody odchylania odb.telewizyjnych(k.polipropylenowe)
-sieciowe zasilacze impulsowe(k.polipropylenowe)
-powszechne zastosowania w obwodach RC generatorow i filtrow.
-niektóre typy wykorzystuje się w obwodach impulsowych.

Ceramiczne:

Typ 1
Produkowany jest z użyciem dielektryka o przenikalności względnej w granicach 10...600. Charakteryzują się małymi stratami i są produkowane ze ściśle określonym współczynnikiem temperaturowym w zakresie -1500...+150ppm/K. Umożliwia to łatwą kompensację temperaturową obwodów rezonansowych. Typ 1 kondensatorów ceramicznych to najlepsze z popularnych kondensatorów, ale produkowane są tylko w niewielkim zakresie pojemności.

Typ 2 (ferroelektryczne)
Mają znaczną pojemność przy niewielkich rozmiarach - ma to jednak wplyw na właściwości kondenstora. Duża zależność pojemności od częstotliwości powoduje że kondensatory te nie nadają się do precyzyjnych obwodów rezonansowych. Doskonale sprawdzają się w obwodach odsprzęgania zasilania, sprzęgania poszczególnych stopni itp. Dodatkowo zachęcająca jest ich niska cena.

Typ 3 (półprzewodnikowe)
Tzw. półprzewodnikowe są właściwościami podobne do ferroelektrycznych, tyle że mają jeszcze mniejsze gabaryty. Zmniejszenie gabarytów uzyskana dzięki specjalnej budowie opartej na porowatym spieku, podobnym do tego w kondensatorach elektrolitycznych tantalowych.

Zastosowanie:
-w obwodach wielkiej częstotliwości, zarówno jako elementy obwodów rezonansowych, jak i do sprzęgania, blokowania oraz filtrowania.

Elektrolityczne:

Budowa:

Kondensatory elektrolityczne aluminiowe:
Elektrody wykonane ze zwiniętych taśm aluminiowych. Właściwie to tylko anoda jest wykonana z aluminiowej taśmy. Druga taśma jest tylko doprowadzeniem do właściwej elektrody jaką jest elektrolit. Elektrolitem tym jest nasączony papier, który poza funkcją przechowywania elektrolitu również rozdziela warstwy taśmy aluminiowej. Anoda jest pokryta warstwą tlenku glinu o grubości mniejszej od 1um. Tlenek ten jest dielektrykiem w kondensatorach elektrolitycznych. Warstwa tlenku powstaje w procesie elektrochemicznym, polegającym na podłączeniu do kondensatora w trakcie produkcji źródła napięcia stałego.

Kondensatory elektrolityczne tantalowe:
Anoda wykonana ze spiekanego proszku tantalowego, który ma strukturę porowatą, podobną do gąbki.Metodami elektrochemicznymi wytwarza się na powierzchni izolacyjną warstewkę pięciotlenku tantalu, która ma bardzo dobre właściwości dielektryczne. Porowatą anodę wypełnia się elektrolitem - w popularnych "perełkach" (kondensator suchy) jest to dwutlenek manganu. Mniej popularne są kondensatory z elektrolitem żelowym (ciekłym), o znacznie lepszych parametrach. Pięciotlenek tantalu jest bardzo odporny na uszkodzenia.

Zalety i wady:
- duża pojemność
- małe rozmiary
- mała rezystancja szeregowa
- mała indukcyjność szeregowa
- poprawne działanie tylko dla małych częstotliwości,
- poprawne działanie tylko przy odpowiednim spolaryzowaniu.

Zastosowania:
- w obwodach zasilania jako kondensatory filtrujące i gromadzące energię.
- jako kondensatory sprzęgające i blokujące w urządzeniach m.cz., pracujących z częstotliwościami do mniej więcej 100kHz

9. Kryteria doboru materiałów dielektrycznych do wybranych aplikacji np.:
kondensatorów, filtrów, elementów konstrukcyjnych, falowodów.
??????????????????????????????????????????????????????????????

10. Zależność rezystywności od temperatury dla podstawowych grup materiałów.

Metale T↑ρ↑ Dielektryki T↑ ρ↓ Polprzewodniki T↑ ρ↓

11. Właściwości materiałów rezystywnych i ich zastosowania.

- konduktywnosc materialu : $\sigma = \frac{1}{\rho}$
-$\ \text{TWρ} = \frac{1}{\rho_{0}}$*$\frac{\partial\rho}{\partial T}$
Zastosowania :
-czyste metale TWρ ≫ 0 - pomiar temperatury (termorezystory)
- stopy metali z domieszkami, gdzie TWρ jest mniejsze - rezystory
- półprzewodniki - wyraznje zmiany rezystywności w zależności od temperatury - termistory

12. Rezystancja a rezystywność.

Rezysytywnosc - opor właściwy, cecha okreslajaca opor probki o długości 1m i przekroju poprzecznym 1m² ρ = [Ω*m]
Rezystancja - opor z jakim material przeciwstawia się przepływowi pradu R = [Ω] $R = \ \frac{1}{\rho}*\frac{l}{s}$

13. Efekt naskórkowości.

Polega na wypieraniu pradu ku powierzchni przewodnika. Przeklada się to na nierowmierny rozklad gęstości pradu zmiennego
$\delta = \sqrt{\frac{2\rho}{\mu_{0}\mu_{r}}}$ ρ− rezystywnosc μ₀- przenikalność magnetyczna prozni  μ_r- wzgledna przen.mag. materialu δ=503.3$\sqrt{\frac{\rho}{f\mu_{0}}}$ f- częstotliwość.

14. Kryteria doboru (wymagania) materiałów na przewody, rezystory liniowe i nieliniowe
oraz termopary.

Przewody:
- wysoka konduktywność
- wytrzymałość na rozciagnie
-wysoka temp.topnienia
-latwa spawalność,lutowalnosc
-wysoka przewodność cieplna
-odporne na korozje
-niski koszt
Rezystory liniowe:
-duza rezystywność
-male i stale TWρ
-niski SEM w kontakcie z miedzia
-odpornosc na wys.temperatury
-odporne na czynniki klimatyczne/ mechaniczne

Rezystory nieliniowe:
- duza rezysytywnosc
-zmienne TWρ
rezystywność zmienna od natężenia pradu

Termopary:
-mala rezystywność
-niezmiennosc parametru w czasie
-odpornosc na czynniki zew.
-wys.temp. pracy ciaglej

15. Rezystory liniowe i nieliniowe: termorezystory, termistory, magnetorezystory,
warystory, fotorezystory, piezorezystory.

Rezystory liniowe:

-duza rezystywność
-male i stale TWρ
-niski SEM w kontakcie z miedzia
-odpornosc na wys.temperatury
-odporne na czynniki klimatyczne/ mechaniczne

Termorezystory - czujniki temp. Wykorzystuja zjawisko zmiany rezystancji przewodnika pod wpływem temperatury [R(T)] Przykład : termorezystor platynowe

Termistor - opornik półprzewodnikowy gdzie R(T)
NTC : T↑ R↓ PTC T↑ R↑ CTR - wykresy(Duzy skok w zaleznosci od temp)

16. Termopary.

Termopara - czujnik temperatury. Sklada się z dwoch metali.

Jedno zlacze znajduje się w stalej, znanej temperaturze T₁ a drugie zlacze w T₂. Powstaje napiecie na podstawie którego można wyznacaczych szukana temp.

Zalety:
-nie wymaga zasilania
- szybka reakcja
- prosta budowa
- szeroki zakres pomiarowy

Wady:
- nietrwalosc zlacza pomiarowego