Question

Другий рівень 1. Що називається поляризацією діелектрика?2. Що називається електричною міцністю і за якою формулою їїобчислюкить?3. Що називається шириною забороненої зони? Як вона пов'язана зтемпературою плавлення?Третій рівень1. Чому в напівпровідниковій техніці використовують матеріалинайвищої чистоти?2. Дві паралельні металеві пластини ізольовані слюдою, товщинаякої 0,1мм. Визначити : а) напругу, яку можна подати на пластинипри пробої діелектрика, якщо пробивна напруженність поля для слюди 200 кВ/ммб) робочу напругу, яка в 1,25 рази менша за пробивну напругу.Четвертий рівень1. Як протягом декількох секунд можна визначити концентраціюелементів, які входять до зразка, який досліджують?2. Чи можливий пробій вакуума?​

Answer 1

1. Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей
2. Электрическая прочность диэлектрика определяет свойство данного диэлектрика
3. Запрещённая зо́на — термин из физики твёрдого тела — зона — область значений энергии, которыми не может обладать электрон в идеальном (бездефектном)
кристалле. Этот диапазон называют шириной запрещённой зоны и обычно численно выражают в электрон-вольтах.

Answer 2

Другий рівень:

1. Поляризація діелектрика - це явище, коли внутрішні заряди атомів або молекул діелектрика зміщуються внаслідок прикладеного електричного поля. Це призводить до створення додаткового електричного поля всередині діелектрика, яке протидіє зовнішньому полю.

2. Електрична міцність - це максимальна напруга, при якій діелектрик переходить в провідний стан (пробивається). Вона обчислюється за формулою: $E_{\text{проб}} = \frac{V}{d},$ де $E_{\text{проб}}$ - пробивна напруга, $V$ - напруга, $d$ - товщина діелектрика.

3. Ширина забороненої зони - це енергетична різниця між валентним та зонами провідності в напівпровіднику або ізоляторі. Вона визначає, яка енергія необхідна для переміщення електрона з валентної зони до зони провідності. Ширина забороненої зони впливає на електропровідність матеріалу. При збільшенні ширини забороненої зони матеріал стає менш провідним, а при зменшенні - більш провідним. Ширина забороненої зони зазвичай зменшується зі збільшенням температури, оскільки тепло може зривати електрони з валентної зони в зону провідності.

Третій рівень:

1. Матеріали найвищої чистоти використовують в напівпровідниковій техніці, оскільки навіть дрібні домішки можуть суттєво впливати на електричні та електронні властивості напівпровідникового матеріалу. Це особливо важливо для створення пристроїв з певними властивостями, такими як транзистори або діоди.

2. Пробивна напруга для діелектрика ($E_{\text{проб}}$) - напруга, за якої діелектрик починає проводити електричний струм через пробійні канали всередині нього. Для даного випадку з пробійною напругою для слюди $E_{\text{проб}} = 200 \, \text{кВ/мм}$, а робоча напруга буде $E_{\text{роб}} = 0.8 \cdot E_{\text{проб}} = 160 \, \text{кВ/мм}$ (тут використано коефіцієнт 0.8, оскільки робоча напруга менша за пробійну).

Четвертий рівень:

1. Концентрацію елементів у зразку можна визначити, наприклад, за допомогою методів спектрального аналізу, таких як мас-спектрометрія або атомно-абсорбційна спектрофотометрія. Ці методи дозволяють ідентифікувати та вимірювати кількість певних хімічних елементів у зразку.

2. Пробій вакуума - це теоретично можливе явище, але в практиці вакуум вважається досить добре ізольованим середовищем. Пробій вакуума відбувається при дуже високих електричних полях, коли електрони можуть отримати достатньо енергії для виходу з поверхні матеріалів внаслідок великої розкладної напруги. В практичних умовах такі великі напруги зазвичай уникаються.