Електропровідність рідинних діелектриків

В рідких діелектриках, крім іонізації причиною появи вільних носіїв заряду є процеси термічної та електролітичної дисоціації. Ступінь дисоціації і, отже, електропровідність діелектрика визначаються природою його молекул. В неполярних діелектриках дисоціюють лише домішкові молекули. Тому рафіновані (старанно очищені від домішок) неполярні рідини мають дуже низьку провідність. У полярних рідинах окрім домішкових молекул дисоціюють власні молекули, причому ступінь дисоціації зростає зі збільшенням електричного моменту молекул рідини. Концентрація вільних іонів в полярних рідинах набагато більша, ніж в неполярних, тому полярні рідкі діелектрики використовують в електроізоляційній техніці тільки як конденсаторні матеріали, коли необхідна електрична ізоляція з підвищеною діелектричною проникністю (силові та імпульсні конденсатори та ін.). Якщо рідина є розплавом або розчином солей, лугів або кислот, то вона стає провідником 2-го роду (іонним).

Поряд з іонною в колоїдних рідинах (суспензії, емульсії) може існувати моліонна електропровідність, яка пов’язана з переміщенням заряджених частинок дисперсної фази, що має значення e_r відмінне від значення цієї величини для дисперсійного середовища. Саме наявністю заряду у дисперсних частинок, які називаються моліонами, і пояснюється стабільність суспензій і емульсій. В електричному полі моліони рухаються у відповідності з діючими на них силами, приводячи до перенесення дисперсної фази на електроди, яке приводить до змін відносних концентрацій цієї фази в об’ємі. Таке явище одночасного перенесення завислої речовини і заряду називається електрофорезом. На відміну від електролізу електрофорез не супроводжується змінами хімічного складу діелектрика.

В найбільш поширеній моделі електропровідності рідинних діелектриків для пояснення опору приймається, що іони або моліони рухаються в рідині з тертям. Згідно із законом Стокса сила тертя дорівнює

F = 6πrηv,

де η – динамічна в’язкість рідини;

r – радіус частинки;

v – швидкість її руху.

Тоді, враховуючи, що F = qE, j = γE = env, будемо мати

γ = q²n/(6πrη).

Звідси випливає, що між електропровідністю і в’язкістю в рідинних діелектриках може існувати зв’язок γη = const (правило Писаржевського - Вальдена), який дійсно має місце в певних температурних інтервалах.