Презентация "Обзор теорий электрического пробоя твердых диэлектриков" по физике – проект, доклад

Обзор теорий электрического пробоя твердых диэлектриков

Выполнил студент группы 5А1В Зубков А.В. Проверил преподаватель Мытников А.В.

Классические теории электрического пробоя; Квантово-механические теории электрического пробоя; Теории пробоя твердых диэлектриков вследствие ударной ионизации.

План

Теория Роговского. Разрыв ионной кристаллической решетки; Теория Горовица. Разрыв твердого диэлектрика по микротрещине; Теория А.Ф. Иоффе; Теория А.А. Смурова. Теория электростатической ионизации.

Классические теории электрического пробоя

r – расстояние между центрами ионов W – энергия F – сила смещения ионов

Теория Роговского. Разрыв ионной кристаллической решетки

Рис. 1. Графики энергии и сил взаимодействия между ионами

Теория Горовица. Разрыв твердого диэлектрика по микротрещине

Рис. 2. Модель трещины для расчета электрической прочности по Горовице

В 1928 году академиком А.Ф. Иоффе была выдвинута теория об ударной ионизации ионами. При разработке теории опыты по пробою проводились над таким материалом как кальцит. В качестве результата А.Ф. Иоффе получил, что электрическая прочность твердого диэлектрика должна изменяться пропорционально его толщине.

Теория А.Ф. Иоффе

Теория была предложена в 1928 году. В данной теории А.А. Смуров предложил, что пробой твердых диэлектриков связан и ионизацией электронами, которые образуются в сильных электрических полях за счет электростатической ионизации. Для пробоя требуется высокая напряженность, порядка 1000 МВ/см

Теория А.А. Смурова. Теория электростатической ионизации

Теория Зинера. Теория безэлектродного пробоя; Теория Фаулера. Пробой электродного происхождения; Теория Я.И. Френкеля. Теория термической ионизации.

Квантово-механические теории электрического пробоя неударным механизмом

Теория Зинера. Теория безэлектродного пробоя

Рис. 3. Зонная структура кристалла

Теория Фаулера. Пробой электродного происхождения

Рис. 4. Схема энергетических зон в металле и диэлектрике при наложении электрического поля

Теория Я.И. Френкеля. Теория термической ионизации

Рис. 5. Потенциальная энергия электрона в атоме Сплошные линии – отсутствие электрического поля Пунктирные линии – наличие электрического поля

Теории Хиппеля и Флериха Теория Чуенкова.

Теории пробоя твердых диэлектриков вследствие ударной ионизации

Теории Хиппеля и Флериха

Рис. 6. Зависимость приобретаемой и теряемой энергии электронами от его энергии

Условие пробоя по Чуенкову ? 1 2 ? пр = ? р ( Е пр)

Теория Чуенкова.

Спасибо за внимание