Warstwa w diodzie LED, w której występuje rekombinacja promienista, wykonana jest z materiału o szerokości przerwy zabronionej WG=1.3eV dioda będzie emitować promieniowanie:
Czerwone
Dioda luminescencyjna wytwarza promieniowanie przy polaryzacji złącza p-n w kierunku:
Przewodzenia
Dielektryki posiadają w temperaturze pokojowej rezystywność skrośną
P>10do8 Ωm
Ładunek związany
Może się przemieszczać na odległość małe w porównaniu z odległościami międzyatomowymi
Polaryzacja elektronowa:
Występuje we wszystkich dielektrykach
Względna przenikalność elektryczna dielektryków z polaryzacją jonową jest
Większa
Polaryzacja dipolowa polega na
Porządkowaniu dipoli trwałych przez pole elektryczne
Przenikalność elektryczna dielektryków stałych jest funkcją częstotliwości:
Nierosnącą
Przenikalność elektryczna dielektryków z polaryzacją czysto elektronową
Maleje
Przenikalność elektryczna dielektryków z polaryzacją jonową:
Rośnie
Przenikalność elektryczna dielektryków z polaryzacją dipolową:
Wykazuje ekstrema przy wzroście temperatury
Jeżeli na okładkach kondensatorów c1 i c2 gdzie c1=10c2 występuje to samo napięcie U to zgromadzone na nich ładunki Q1 i Q2 są:
Q1=10Q2
Q1=1/10Q2
Q1=Q2
Zmniejszenie odległości pomiędzy elektrodami kondensatora płaskiego:
Prowadzi do wzrostu jego pojemności
Zwiększenie przenikalności elektrycznej dielektryka wypełniającego kondensator bez zmiany jego wymiarów prowadzi do
Zwiększenia jego pojemności
Jednostką pojemności elektrycznej jest:
F
W dielektrykach liniowych
P=a1E
Zależność D=€ €0E jest słuszna dla dielektryków
Liniowych i izotropowych
Zjawisko polaryzacji elektronowej nie występuje przy pobudzaniu dielektryka polem elektrycznym przemiennym o częstotliwości f:
F>10 do 14Hz
Zjawisko polaryzacji jonowej nie występuje przy pobudzaniu dielektryka polem elektrycznym o częstotliwości f:
F>10 do 12Hz
Miano przenikalności elektrycznej próżni (stałej fizycznej) to
F/m
Współczynnik stratności tgδ dla kondensatorów niskostratnych jest na poziomie
0,01
Względna przenikalność elektryczna dielektryków stałych € jest
€>1
Jeżeli kondensator powietrzny przyłączony do źródła napięcia stałego zostanie wypełniony dielektrykiem o przenikalności elektrycznej € energia w nim zgromadzona
Wzrośnie € razy
Jeżeli współczynnik stratności tgδ=0,1 to stosunek energii gromadzonej do traconej w polu przemiennym będzie równy
10
Dla kondensatora rzeczywistego można zastosować równoległy układ zastępczy. Dla wymienionego kondensatora zmierzono tgδ=0,1 przy częstotl. 1000Hz. Przy częstotl. 100Hz tgδ będzie
1
Dla kondensatora rzeczywistego można zastosować szeregowy układ zastępczy. Dla wymienionego kondensatora tgδ=0,1 przy częstotl. 1000Hz. Przy częstotl. 100Hz tgδ będzie:
0,01
Ferroelektryki to
Dielektryki nieliniowe o wysokiej przenikalności elektrycznej
Typowy nieorganiczny materiał ferroelektryczny o szerokim zastosowaniu technicznym to
BaTiO3
Współczynnik stratności tg dla ferroelektryków jest
Większy
Efekt piezoelektryczny to
Zmiana polaryzacji pod wpływem zew. nacisku
Jednostką współczynnika piezoelektrycznego d jest
C/N
Efekt piezoelektryczny występuje
W dielektrykach z polaryzacją spontaniczną
Efekt piroelektryczny to
.Zmiana gęstości ładunku powierzchniowego pod wpływem temp.
Jednostką współczynnika piroelektrycznego p jest
C/m2K
Typowy materiał piroelektryczny polimerowy to
PVDF polifluorek winylidenu
Jednostką rezystywności skrośnej jest
Ωm
Jednostką rezystywności powierzchniowej jest
Ω
Rezystywność skrośna zależy od
Temperatury
Przy pomiarze rezystywności skrośnej układ trójelektronowy stosuje się w celu
Wyeliminowania wpływu prądu powierzchniowego na pomiar prądu skrośnego
Odczyt rezystancji skrośnej dielektryka z polaryzacją wolnorelaksacyjną po upływie czasu t1 daje wartość R1. Rezystancja R2 odczytana dla tego samego dielektryka po czasie t2>t1 będzie:
R2<R1
Kolejność w zakresie wytrzymałości elektrycznej gazów od najmniejszej do największej będzie
Hel, powietrze SF6
Wzrost ciśnienia gazu przy stałej temperaturze prowadzi do
Zwiększenie wytrzymałości elektrycznej
Minimalne napięcie przebicia pomiędzy elektronami umieszczonymi w powietrzu (min Paschena) jest:
300V
Jak zmienia się napięcie przebicia jeżeli odległość pomiędzy elektrodami wzrośnie dwukrotnie ale ciśnienie gazu zmaleje również dwukrotnie
Pozostanie bez zmian
Wytrzymałość elektryczna mierzona dla gazu w układzie elektrod płaskich jest Ep a w układzie elektrod ostrzowych Eo. Dla pomiarów w tych samych warunkach (odległość elektrod, ciśnienie) otrzymuje się
Ep>Eo
Wytrzymałość elektryczna powietrza pod normalnym ciśnieniem jest
3MV/m
Wytrzymałość elektryczna oleju transformatorowego jest
Większa
Typowym tworzywem termoutwardzalnym jest
Polipropylen (PP)
Polichlorek winylu (PCV)
Żywica fenylowo-formaldehydowa
Możliwość wielokrotnego przetwarzania posiada
Polistyren
Największą dopuszczalną temperaturę pracy posiada:
Polimed
Rezystywność skrośna szkieł
Maleje ze wzrostem temperatury
Rezystywność powierzchniowa szkieł twardych jest
Większa w porównaniu do…
Przewodnictwo elektryczne metali:
Srebro>miedż>złoto>aluminium>wolfram>cynk>kobalt>nikiel>żelazo>platyna>cyna
Przewodnictow cieplne metali:
Srebro>Miedź>złoto >aluminium>żelazo>platyna>stal>
Rezystywność:
, gdzie d-grubość próbki (odległość między elektrodami), s- powierzchnia elektrod
Rezystywność:
Konduktywność:
, gdzie
-ruchliwość nośników, e-ładunek elektronu, n-koncentracja nośników ładunku
Konduktywność:
, gdzie
- średni czas między zderzeniami
Ruchliwość nośników:
, gdzie
- średnia prędkość dryftu elektronów, E-wartość pola elektrycznego, w którym elektrony uzyskują tą prędkość
*Prawo Widemann'a Franz'a:
stosunek przewodnictwa cieplnego i przewodnictwa elektrycznego w dowolnym metalu jest wprost proporcjonalny do temperatury
, gdzie K - przewodnictwo cieplne, σ - przewodnictwo elektryczne, T - temperatura wyrażona w kelwinach, L - stała Lorentza
*Prędkość elektronu w polu elektrycznym:
u- współczynnik proporcjonalności [m2/V*s] (ruchliwość elektronów)
eE- siła od pola elektrycznego
*Gęstość prądu przepływającego przez przewodnik:
, gdzie n-koncentracja elektronów (liczba elektronów zawarta w jednostce objętości), e- ładunek elektronu, v-prędkość unoszenia
*Dryf- powolny, uporządkowany ruch elektronów, wywołany polem elektrycznym
*Zmiana rezystywności metalu ma jednostkę temperatury jest proporcjonalna do wartości rezystywności:
, gdzie
-współczynnik proporcjonalności (współczynnik temperaturowy rezystywności)
*Nadprzewodnictwo- skokowy zanik rezystywności niektórych przewodników (w przypadku bardzo niskich temp.)
*Zjawisko Halla- zjawisko polegające na powstawaniu pola elektrycznego w wyniku odchylania torów nośników ładunku elektrycznego w polu magnetycznym.
Stal topi się w 1560°
500°- 600° ciemna wiśnia
1000° pomarańcz
Ε0 = 8,85 * 10^-12 [F/m]
Ładunek elektronu 1,6 * 10^ -19 {C}
Sprawność dobrego dużego transformatora 99%
Na każdej orbicie mogą się znajdować najwyżej 2 elektrony ale o przeciwnych spinach opisane tymi samymi liczbami kwantowymi
Są 4 liczby kwantowe n (główna), m, l, s
Materiały amorficzne parafina, wosk, szkło
Ciało ciekłokrystaliczne zużywa bardzo mało energii
Defekt Frenkla - wakans i atom międzywęzłowy
Defekt Schottky'ego - przemieszczanie się atomu w miejsce sąsiedniego wakansu-powstaje nowy wakans itd..
Wzrost koncentracji defektów prowadzi do
- obniżenie konduktywności
- obniżenie przenikalności magnetycznej
- wzrost natężenia koercji
- wzrost twardości
- zmniejszenie odporności na korozje
Dyfuzja - aktywowany cieplnie ruch cząstek przez materie
Materiały z dużą przerwą zabronioną (izolatory)- Wg > 2eV
Z małą przerwą (półprzewodniki) - Wg < 2ev
Konduktywność
- przewodnik 103 ≤ σ [Ωm] -1
- półprzewodnik 10 -7 ≤σ≤ 105[1/Ω*m]
- dielektryki σ ≤ 10 -6 [Ωm]
σ = neμe
e = 1,602 * 10 ^ -19 [C]
koncentracja nośników ładunku (n) w metalach jest praktycznie stała
μe = eτ/2m*
τ - czas swobodnego przebiegu
m* - masa efektywna
rezystywność metali czystych w tem. Pokojowej 1,5-50*10^-8 [Ωm]
zakres wysokich temperatur powyżej 100K
Rezystywność w dowolnej tem.
ρ = ρRT [1 + αR (T - TR)]
ρRT - rezystywność w tem. Pokojowej
αR - względna wartość nachylenia, dla wszystkich czystych metali = 0,004 deg-1
wniosek: opornik termometryczny można zrobić z dowolnego metalu
ciężar
średnio = 8 kg/litr
tytan = 4,5 kg/litr
aluminiu = 2,7 kg/litr
platyna = 21,5 kg/litr
złoto = 19 kg/litr
Temperatura topnienia
Średnio 1000°-1500°
Cyna (231o), cynk(420o), ołów (330°)
Wolfram, molibden, tantal ok. 3000°
Żelazo- 1539oC
Rezystywność
Miedz = 1,67 * 10-8 [Ωm]
Aluminium = 2,76 * 10-8 [Ωm]
Nikiel - podstawowy składnik stopów na materiały grzejne
Cynk - pokrycia antykorozyjne, łatwo oddaje elektrony
Cyna - istotny składnik stopów (brązy)
Luty miękkie- temperatura topnienia poniżej 400oC,
Luty twarde- temp. Topn. Powyżej 500oC
Do lutów miękkich używa się spoiwa cynowo-ołowiowego o temp topnienia 209oC. Jako topnika używa się kalafonii lub chlorku cynku. Luty twarde są wytrzymalsze- używa się do nich spoiw mosiężnych (np. CuZn), srebrnych(AgCuZn) lub miedzianych. Lutowanie spoiw twardych wymaga użycia palników (acetylenowo-tlenowych)
Cechy materiałów przewodowych: wysoka konduktywność, wytrzymałość na rozciąganie, przewodność cieplna, dobra lut owalność, odporność na korozje, niska cena
Materiały stykowe właściwości: niska rezystancja, duża wytrzymałość na ściskanie, odporność na łuk
Miedz stosujemy dla dużych napięć ale jeśli nie ma niebezpieczeństwa wystąpienia łuku
Łuk nie zapali się jeśli U < 40 V
Platyna - bardzo dobry materiał stykowy, niezawodny
Srebro - do styków o średnich prądach
Brąz - do styków sprężystych
Kompozyt - materiał o strukturze niejednorodnej, złożony z dwóch lub więcej komponentów o różnych właściwościach, odporny na łuk
Materiały oporowe
Nichron - temp. topnienia 1100 (na elementy grzejne)
Nikielina α=0,2 (na oporniki wzorcowe)
Bimetale stosowane są dla zmniejszenia zużycia metali szlachetnych