Что такое сквозной ток

У вас большие запросы!

Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.

Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.

Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад

сквозной ток

Ток утечки, обусловленный нейтрализацией электрических зарядов на электродах и равный величине, к которой стремится объемный ток при неограниченном увеличении времени приложения к изоляции не изменяющегося во времени напряжения.

Политехнический терминологический толковый словарь . Составление: В. Бутаков, И. Фаградянц . 2014 .

• сквозной ток утечки
• скелетная кривая

Смотреть что такое «сквозной ток» в других словарях:

• сквозной ток — [Интент] Тематики электротехника, основные понятия EN through currentthrough current … Справочник технического переводчика
• сквозной ток короткого замыкания — … Справочник технического переводчика
• сквозной ток диэлектрика — сквозной ток Постоянная составляющая тока утечки диэлектрика. [ГОСТ 21515 76] Тематики материалы диэлектрические Синонимы сквозной ток … Справочник технического переводчика
• сквозной ток утечки — сквозной ток утечки; сквозной ток Ток утечки, обусловленный нейтрализацией электрических зарядов на электродах и равный величине, к которой стремится объемный ток при неограниченном увеличении времени приложения к изоляции не изменяющегося во… … Политехнический терминологический толковый словарь
• Сквозной ток диэлектрика — 48. Сквозной ток диэлектрика Сквозной ток Постоянная составляющая тока утечки диэлектрика Источник: ГОСТ 21515 76: Материалы диэлектрические. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• ток отсечки — сквозной ток — 2.5.19 ток отсечки сквозной ток: Максимальное мгновенное значение тока, достигаемое в процессе отключения тока коммутационным аппаратом или плавким предохранителем. [МЭС 441 17 12] Примечание Данное понятие особенно важно, когда коммутационный… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• ток отсечки; сквозной ток короткого замыкания — 2.10.3. ток отсечки; сквозной ток короткого замыкания : Максимальное мгновенное значение тока в момент отключения коммутационного аппарата или плавкого предохранителя. Примечание Это понятие имеет особое значение в тех случаях, когда… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• объемный сквозной ток диэлектрика — объемный ток Сквозной ток через объем диэлектрика. [ГОСТ 21515 76] Тематики материалы диэлектрические Синонимы объемный ток … Справочник технического переводчика
• поверхностный сквозной ток диэлектрика — поверхностный ток Сквозной ток по поверхности твердого диэлектрика, соприкасающейся с газообразным или жидким диэлектриком. [ГОСТ 21515 76] Тематики материалы диэлектрические Синонимы поверхностный ток … Справочник технического переводчика
• Объемный сквозной ток диэлектрика — 49. Объемный сквозной ток диэлектрика Объемный ток Сквозной ток через объем диэлектрика Источник: ГОСТ 21515 76: Материалы диэлектрические. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

3.1.2. Токи смещения, абсорбции и сквозной проводимости

Вторая характерная особенность электропроводности диэлектри­ков — спадание тока со временем после приложения постоянного напряжения. При включении постоянного напряжения ток в диэлек­трике вначале резко возрастает, а затем постепенно снижается, асим­птотически приближаясь к некоторой установившейся величине (рис. 3.3). Резкое возрастание тока вначале и последующее его сни­жение вызваны током смещения Iсм в диэлектрике. Плотность тока смещения jсм определяется скоростью изменения вектора электриче­ского смещения D (или вектора Е, поскольку D = εε_oЕ):

(3.4)

Рис. 3.3. Зависимость величины тока I в диэлектрике от времени τ приложения постоянного напря­жения (схематически):

Iсм — ток смещения, вызванный де­формационными видами поляриза­ции;

Iаб — ток абсорбции;

Iск — ток сквозной проводимости;

1 — электри­ческое старение (электролиз); 2 — электроочистка

Ток смещения Iсм вызван как мгно­венными (деформационными) видами поляризации, так и замедленными (ре­лаксационными), а также перераспре­делением свободных зарядов — их дрейфом (без разряжения на электро­дах).

В первом случае из-за кратковре­менности установления электронной и ионной поляризаций Iсм не удается за­фиксировать с помощью прибора. Ток смещения, обусловленный деформаци­онными видами поляризации, имеет важное значение в работе p-n -перехода полупроводниковых приборов и под­робно рассматривается в гл. 8.6.

Во втором случае ток смещения на­блюдается в технических диэлектриках от нескольких минут до нескольких де­сятков минут после приложения напря­жения и называется током абсорбции Iаб.

Ток абсорбции Iаб вызван релаксационными видами поляризации и перераспределением свободных зарядов в объеме диэлектрика. Он приводит к накоплению носителей заряда в местах наибольшей кон­центрации ловушек (уровней захвата) — дефектов решетки, неоднородностей, границ раздела и т.п. В результате в диэлектрике возни­кают объемные заряды, и электрическое поле в нем становится неоднородным. Поле, создаваемое объемными зарядами, направлено в данном случае обратно приложенному полю. Ток абсорбции при постоянном напряжении наблюдается только в момент включения и выключения, при переменном напряжении — в каждый полупериод изменения электрического поля, т.е. практически в течение всего времени приложения переменного напряжения.

Под действием образовавшихся объемных зарядов, а также поляризации диэлек­трика (особенно при наличии дипольно-релаксационной составляющей), образец за­ряжается. Но если от него отключить внешний источник напряжения и его закоро­тить, то по образцу пойдет обратный так называемый ток деполяризации, который образуется в результате освобождения носителей заряда с различных ловушек и дез­ориентации диполей. Зависимость тока деполяризации от времени несет информацию о закономерностях молекулярной подвижности, дефектах строения, и в ряде случаев с ее помощью возможно прогнозирование срока службы полимерной изоляции (см. гл. 5.4.3). При нагревании (с постоянной скоростью) заряженного образца образуется ток деполяризации, или ток термостимулированной деполяризации (ТСД). Метод ТСД широко используют при изучении релаксационных переходов (Tс, Tт и др.) в по­лимерных диэлектриках, а также закономерностей накопления и переноса носителей заряда.

Составляющая тока, которая не изменяется со временем прило­жения постоянного напряжения, представляет собой стационарный поток электрически заряженных частиц, разряжающихся на электродах, и называется током сквозной проводимости Iск (сквозным током I, или остаточным током). По величине сквозного тока определяют удельную объемную (или поверхностную) электропроводность ди­электрика.

Ток сквозной проводимости обусловлен направленным движением носителей заряда, поставляемых ионогенной примесью, самим ди­электриком и в сильных полях инжектируемых из электродов, и со­провождается обязательным их разряжением на электродах.

Только в результате разряжения носителей заряда на электродах (положительным ион принимает электрон(ы) из катода, а отрицательный ион отдает электрон(ы) ано­ду) во внешней цепи возникает электрический (электронный) ток, измерив величину которого, можно определить удельное объемное (или поверхностное) сопротивление диэлектрика. Если носители заряда не смогут преодолеть потенциальный барьер на границе диэлектрик—металл, то они не разрядятся на электродах и в приэлектродных областях образуют объемные заряды, которые создадут в диэлектрике электрическое поле, направленное противоположно приложенному полю.

Ток сквозной проводимости измеряют тогда, когда после прило­жения к образцу постоянного напряжения ток абсорбции спадет практически до нуля. Это время составляет от нескольких минут до нескольких десятков минут и определяется экспериментально.

Величина тока сквозной проводимости при длительном прило­жении постоянного напряжения может существенно изменяться в результате электрохимических процессов, а также образования объ­емных зарядов. Величина сквозного тока не изменяется только при чисто электронном типе проводимости. Если при длительном прило­жении постоянного напряжения к твердому или жидкому диэлектри­ку ток сквозной проводимости со временем продолжает уменьшаться (см. рис. 3.3, кривая 2), значит электропроводность данного мате­риала обусловлена в основном ионами примеси и уменьшается в ре­зультате электроочистки образца. Ток сквозной проводимости также уменьшается, если носители заряда, подходя к электродам, не разря­жаются (из-за высокого потенциального барьера на границе ме­талл—диэлектрик). Накапливаясь в приэлектродных областях, носи­тели заряда образуют объемные заряды (положительный — у катода и отрицательный — у анода), препятствующие прохождению тока. Объемные заряды в приэлектродных областях могут также образовы­ваться (в сильных полях) в результате инжекции зарядов со стороны электродов, однако в этом случае знак объемных зарядов соответст­вует полярности электродов (см. гл. 7.15.5).

Таким образом, если до приложения электрического поля ди­электрик был электронейтральным, т.е. суммарный заряд всех его микрообъемов был равен нулю, то после приложения поля, в резуль­тате перемещения зарядов (в том числе инжектированных из элек­тродов) на макроскопические расстояния и закрепления части из них на ловушках, электронейтральность нарушается, и в диэлектри­ке возникают объемные заряды. Образец поляризуется. Объемные заряды образуются при прохождении как тока смещения, в частно­сти тока абсорбции, так и тока сквозной проводимости.

Если же ток сквозной проводимости увеличивается (см. рис. 3.3, кривая 7), то это указывает на участие в образовании электрического тока собственных зарядов материала, являющихся его структурными элементами, т.е. имеет место электролиз. В этом случае материал ста­реет — в нем протекают необратимые электрохимические процессы, постепенно приводящие к разрушению (пробою) образца (см. гл. 5). Например, приложив к нагретому неорганическому стеклу постоян­ное напряжение, можно наблюдать благодаря его прозрачности, как в стекле продукты электролиза, в частности выделяющийся на катоде металлический натрий, образуют ветвистые отложения — металличе­ские дендриты (подробнее см. гл. 5.4.3). При достаточном времени прохождения тока дендриты могут прорасти сквозь всю толщину ди­электрика от катода к аноду и образовать проводящий канал.

1.11 Сквозные токи

В первой схеме рисунка 1.47, а противофазно переключаются VT1 и VT2. Вследствие того, что при закрывании ранее открытого транзистора ( например, VT1) имеется интервал времени рассасывания и спада, VT1 закрывается дольше, в сравнении с открывающимся VT2, следовательно, есть небольшой интервал времени (доли мкс), когда VT2 уже открылся, а VT1 еще открыт, протекает сквозной ток по цепи E 0 VT1 VT2 земля . Подобные обстоятельства можно отнести к любым ключам, в том числе и к MOSFET, IJBT. Для исключения этого сквозного тока необходимо в электронной схеме управления ключами применять элементы задержки, которые задерживают открывание ранее закрытых ключей

(для данного случая VT2, но также и VT1, когда он открывается), следовательно, образуется интервал времени (десятые доли мкс), когда VT1 закрылся, а VT2 еще не открылся, т.е. оба они закрыты, что недопустимо, так как действует закон сохранения тока в цепях с индуктивностью и ЭДС самоиндукции может выжечь закрывающийся ключ. Для предотвращения этого включают диоды VD1, VD2, VD3, VD4. Следовательно, на этом коротком интервале времени, когда VT1, VT2 одновременно закрыты, ток якоря по–прежнему протекает слева направо по цепи земля VD2 якорь VD3 + E 0 , отдается энергия в источник питания, это явление называется рекуперацией. Второй сквозной ток протекает по цепи + E 0 VT1 VD2 земля (против направления VD2). Объяснение причин этого тока в следующем. Вначале действует цепь тока: + E 0 открытый VT1 якорь слева направо постоянно открытый VT4 земля . После закрывания VT1 и открывания VT2 ток протекает в том же направлении (слева направо) через постоянно открытый VT4, через пару VT2, VD2, якорь слева направо. Следовательно, диод VD2 насыщается так же как и транзистор в открытом состоянии и после открывания VT1 образуется цепь + E 0 открывающийся VT1 насыщенный, неуспевшийзакрыться диод VD2 земля . Поэтому, если диод не быстродействующий, то пара VT1 – VD2 может выгореть. Для предотвращения этого последовательно с VD2, VD4 ставят дроссели. Эти дроссели с малой индуктивностью практически не влияют на импульсные процессы усиления, но замедляют фронт нарастания сквозного тока, предотвращают выжигание. Во второй схеме рисунка 1.47, б сквозных токов больше. Первый сквозной ток по цепи + E 01 VT1 VT3 − E 02 , в момент их переключения; второй сквозной ток: + E 01 открывающийся VT1 VD3 − E 02 . Оба эти тока образуются двойным напряжением, особо опасны. Третий сквозной ток + E 01 VT1 VT2 VD2 − E 01 возникает в моменты переключения транзисторов в режиме ШИМ. Для компенсации этого сквозного тока используются элементы задержки. Четвертый сквозной ток: + E 01 VT1 постоянно открытыйVT4 VD4 − E 01 . В этой схеме последовательно с диодами ставятся дроссели, как и в первой схеме, кроме того предпочтительны быстродействующие диоды, в частности HEXFRED, некоторые данные приведены в таблице 1:

Таблица 1
Тип диода	U, В	I, А	t rr,max , нс(t закр )	Корпус
HFA0УTB60	600	4	42	TO-22
HFA06TB120	1200	6	26	TO-22
HFA70NH60	600	70	120	D-67

1.12Рекуперация Рекуперацией называется возврат энергии в источник питания. Если схема не импульсная, то это случай, когда двигатель переходит в генераторный режим, т.е. либо повышается напряжение обмотки возбуждения, например, при движении электровоза с горы, или при опускании ковша. Энергия возвращается в сеть, потому что ток изменяет свое направление. В первой схеме рисунка 1.47, а, если двигатель перешел в генераторный

режим, то на интервале времени открытого VT1 ток протекает по	цепи
земля постояннооткрытый VT4,VD4 якорьсправа налево открытый VT1 + E 0 .	На
интервале закрытого состояния VT1, VT2 рекуперативный ток протекает по

цепи: земля постоянно открытый VT4 VD4 якорь справа налево диод VD1 + E 0 , т.е. сохраняется режим непрерывного тока.

Во второй схеме (см. рисунок 1.47, б)					на интервале открытого VT1 ток
протекает	по цепи:	− E 01 якорь справа налево открытыйVT1 + E 01 .					После
закрытия	VT1	и	открытия	VT2	ток	протекает	по	цепи
якорь VT2 VD2 якорь справа налево .				В генерационном режиме			энергия при

этом переходит в магнитную, запасается в индуктивности (магнитное поле) и после переключения (открывается VT1 и закрывается VT2) вновь преобразовывается из магнитной в электрическую, образуя рекуперативный ток в цепи якоря справа налево через открывшийся VT1. Особенность второй схемы заключается в том, что (в режиме двигателя) образуется перекачка энергии из одного источника питания в другой, при этом может возникнуть ассиметрия напряжений E 01 и E 02 ( E 02 возрастает в сравнении с

E 01 ),	например:	открывается	VT1,	ток	протекает	по	цепи
+ E 01 VT1 якорь слева направо − E 01 . После переключения VT1 и VT2 ток
по-прежнему		протекает		по	цепи:
якорь слева направо диод VD4 постоянно открытый VT4 якорь . На						интервале
закрытого состояния VT1, VT2 в симметричном режиме, а так же закрытого VT4,
ток	протекает по	цепи: якорь слева направо источник E 02 VD3 якорь,
энергия отдается E 02 .

1.13Предмощные каскады Предмощные каскады предназначены для управления мощными выходными ключами. В случае управления биполярными транзисторами необходимо формировать импульсы тока открывающего и закрывающего направлений, причем схема должна быть быстродействующей, иметь максимально возможный КПД, быть несложной, формировать временные задержки для предотвращения сквозных токов. По отношению к биполярным транзисторам предлагается схема на составных транзисторах, представленная на рисунке 1.49. Схемы для MOSFET

или IJBT проще: разобравшись с более сложным случаем можно спроектровать менее трудный вариант.

+E 01
R1
VT1	VT2	+E 03
вход	VT5
VD1		-E 01
VT3	VT4	+E 02

R2 -E 02 Рисунок 1.49 – Предмощный каскад На данной схеме первый составной транзистор VT1 – VT2, типа n-p-n, второй составной транзистор VT3 – VT4 p-n-p (называется по VT3, хотя VT4 типа n-p-n). VT5 – один из четырех транзисторов в составе П- или Т-схемы, резисторы R 1 , R 2 уменьшают сквозной ток по цепи: + E 01 R 1 VT2 VT4 R 2 − E 02 , возникающий в моменты их противофазного переключения. Здесь нет элементов задержки, поэтому образуется сквозной ток, с другой стороны сквозной ток необходим потому, что силовые ключи типа VT5 не допускают режима “оборванной” базы в моменты переключений. Если бы было кратковременное состояние одновременно закрытых транзисторов VT2 – VT4 в моменты переключения, то сквозной ток не возникал бы, но обрывалась база, что недопустимо, потому предпочитают наличие сквозного тока, ограниченного резисторами R 1 и R 2 . Напряжение источников питания + E 01 и − E 02 в первом приближении берут равными 5В, общий размах – 10В. Импульс

положительной	полярности	образует	ток	в	цепи:
вход Б − Э VT1 Б − Э VT5 земля . Открывается VT1, образуется вторая токовая
цепь: + E 01 R 1 Э − Б VT2 открытый VT1 Б − Э VT5 − E 01 ,					эта токовая	цепь
открывает	VT2,	образуется	основная	токовая	цепь:

+ E 01 R 1 VT2 Б − Э VT5 − E 01 , открывающая транзистор VT5 (силовой ключ) в составе П- или Т-схемы. Закрывание VT5: импульс отрицательной полярности

образует	цепь:	земля( + E 02 ) Э − Б VT5 Э − Б VT3 − закрывающий импульс . Эта
токовая	цепь	открывает	VT3,	образуется	вторая	цепь:
+ E 02 Э − Б VT5 открывшийся VT3 Б − Э VT4 R 2 − E 02 ,					эта цепь	открывает
VT4,	образуется		основная	закрывающая		цепь:

+ E 02 Э − Б VT5 открывшийся VT4 R 2 − E 02 , по этой цепи протекает закрывающий ток на интервалах времени рассасывания и спада, VT5 – закрывается, а отмеченные токи протекают через диод VD1, на переходе Э-Б VT5 падение напряжения составляет 0.6-0.7 В, это падение напряжения на открытом VD1, ровно столько и надо (десятые доли вольта) для удержания VT5 в закрытом состоянии. Анализируемая схема пригодна для управления ключами типа VT5 как в импульсном режиме, так и в том случае, если импульсы длительные, пригодна для биполярных транзисторов, униполярных транзисторов, в том числе IJBT, но при униполярных VT5 её делают также на униполярных транзисторах. В том случае, если схема предназначена для управления только лишь в импульсном режиме, и если требуется ограниченная мощность, как для униполярных транзисторов и IJBT, применяют бутстрепное питание. Оно непригодно для биполярных транзисторов (в том числе для длинных импульсов), потому что требуется относительно большая мощность в цепи управления, т.к. есть и ток, и напряжение, а бутстрепное питание предполагает при коротких импульсах только напряжение при минимальном токе, широко применяется за рубежом. Бутстрепное питание образует условный эквивалент гальванической развязки (хотя в действительности такой развязки нет). Сущность бутстрепного питания схемы, изображенной на рисунке 1.50, заключается в том, что вводится диод VD и конденсатор С, предмощный каскад 1, такой же каскад 2, каждый из них управляет своим силовым транзистором VT1, VT2. Рисунок 1.50 – Бутстрепное питание