Общие сведения. Электрические свойства − совокупность свойств, характери­зующих способность веществ и материалов проводить электрический ток в электрическом поле

Электрические свойства − совокупность свойств, характери­зующих способность веществ и материалов проводить электрический ток в электрическом поле.

К электрическим свойствам, наиболее широко используемым для исследования материалов (особенно металлических) и оценки возможности их практического применения, в первую очередь, относится удельная электропроводность γ и обратная ей величина − удельное электрическое сопротивление ρ, а также температурный ко­эффициент удельного электросопротивления α_ρ0.

Все материалы, применяемые в технике, по своим электриче­ским свойствам делят на три группы: проводники, полупроводники и диэлектрики. Различаются эти материалы по величине электросопро­тивления, по характеру его температурного изменения и по типу про­водимости. Резкой границы между диэлектриками и полупроводни­ками провести нельзя. По величине удельного электросопротивления принято следующее деление:

проводники − 10^-5...10^-8 Ом^.м и менее;

полупроводники − 10^-6…10⁷ Ом^.м;

диэлектрики − 10⁷...10¹⁸ Ом^.м.

Электрическое сопротивление у диэлектриков и полупровод­ников с повышением температуры уменьшается, а у проводников — растет. У некоторых металлов при внешних воздействиях (например, при уменьшении температуры) сопротивление скачком уменьшается практически до нуля (явление сверхпроводимости).

Характер изменения электрических свойств различных мате­риалов при внешних воздействиях можно объяснить, если рассмот­реть, что является в них носителем зарядов.

Твердые диэлектрические материалы (полимеры, керамика, неор­ганическое стекло и др.) делят на неполярные и полярные диэлектрики. Неполярные диэлектрики могут иметь молекулярное (полиэтилен, фторопласт-4 и др.) или ионное кристаллическое (слюда, кварц и др.) строение. Молекулярные диэлектрики состоят из электрически нейтраль­ных молекул, которые до воздействия на них электрического поля не обла­дают электрическими свойствами. Ионные кристаллические диэлектрики образованы парами ионов, причем каждая пара составляет нейтральную частицу. Ионы располагаются в узлах кристаллической решетки. Полярные диэлектрики (например, поливинилхлорид) состоят из полярных молекул — диполей. Электрические диполи представля­ют собой пары зарядов противоположных знаков, которые взаимно уравновешиваются и находятся на некотором расстоянии друг от друга. Величина диполя характеризуется дипольным моментом — произведением величины заряда на расстояние между ними. Диполи обладают начальным электрическим моментом вследствие асимметрии своего строения еще до воздействия на них электрического поля. В общем случае в полярных диэлектриках диполи имеют достаточ­ную величину, но располагаются беспорядочно и их присутствие не отражается на электрических свойствах.