Neste trabalho estudou-se o movimento de uma carga espacial sobre uma matriz fixa, de densidade uniforme, tanto em circuito aberto como fechado. No primeiro caso, circuito aberto, a solução é quase trivial comparada com o outro caso, no qual o problema é finalmente reduzido a uma equação diferencial ordinária, com método de solução análogo ao empregado em problemas de carga espacial monopolar livre. Como ilustração, estudou-se a voltagem e a corrente produzidas por um sistema com carga total nula, mas com excessos locais de carga / In this work the motion of a space charge cloud embedded in a matrix of Constant immobile charge density is studied in open as well as in closed circuit. In the first case, open circuit, the solution is almost trivial as compared as the other one in which, after some work, the problem is reduced to an ordinary diffetential equation. The method of solution is parallel to that employed in the study of monopolar free space charge motion. The voltage and the current produced by a system with no net charge but with unbalanced local charge density were calculated using the general equations derived in the first part of the work

Neste trabalho estudou-se o movimento de uma carga espacial sobre uma matriz fixa, de densidade uniforme, tanto em circuito aberto como fechado. No primeiro caso, circuito aberto, a solução é quase trivial comparada com o outro caso, no qual o problema é finalmente reduzido a uma equação diferencial ordinária, com método de solução análogo ao empregado em problemas de carga espacial monopolar livre. Como ilustração, estudou-se a voltagem e a corrente produzidas por um sistema com carga total nula, mas com excessos locais de carga / In this work the motion of a space charge cloud embedded in a matrix of Constant immobile charge density is studied in open as well as in closed circuit. In the first case, open circuit, the solution is almost trivial as compared as the other one in which, after some work, the problem is reduced to an ordinary diffetential equation. The method of solution is parallel to that employed in the study of monopolar free space charge motion. The voltage and the current produced by a system with no net charge but with unbalanced local charge density were calculated using the general equations derived in the first part of the work

Neste trabalho estudamos o movimento de cargas espaciais livres em sólidos dielétricos isolantes ou condutores, sub¬metidos à uma d.d.p. conhecida, admitindo uma distribuição qualquer de cargas que toca inicialmente um dos eletródios.Usando o método das características, reduzimos o problema à solução de uma equação diferencial de la. ordem. Como aplicações, resolvemos os casos de uma densidade linear, quadrática e exponencial, em sólidos com condutividade nula sob a condição de curto-circuito. Observamos que as distribuições tendem rapidamente para distribuições uniformes e, em certos casos, pode ocorrer inversão de corrente, dependendo do tipo de distribuição inicial / Free space charge motion is studied in solid dielectrics, insulators or conductors, under a given voltage. We assume an arbitrary charge distribution contact which is initially in contact with one of the electrodes. Using the \"Method of Characteristics\" we can reduce the problem to the resolution of a first order differential equation. Results are applied for linear, quadratic and exponential charge distributions in solids with zero conductivity under short¬circuit conditions. We saw that the charge profiles fall rapidly to uniform distributions and for cases dependent on initial distributions, current inversions are observed

Apresentamos alguns métodos numéricos para a resolução das equações hiperbólicas que regem problemas de transporte de cargas elétricas em isolantes, aplicando-os a quatro problemas específicos: injeção de corrente por um contato ôhmico em uma amostra com voltagem constante aplicada; transporte de um pulso de cargas através de uma amostra em circuito aberto; transporte de um pulso de cargas através de uma amostra submetida a uma diferença de potencial constante (tempo de vôo); e, finalmente, descarga termo-estimulada em circuito aberto. Empregamos, basicamente, dois tipos de métodos: características e diferenças finitas. Concluímos que, quando as descontinuidades são importantes, é mais conveniente usar o método das características; porém, quando não houver descontinuidades ou se estas não forem importantes, alguns métodos de diferenças finitas podem ser utilizados com boa precisão e menores tempos de computação do que aqueles gastos pelos métodos das características. / Numeral methods for solving partial differential equations of the hiperbolic type, governing some problems of transport of electric charge in dielectrics are presented and then applied to four specific problems: injection of charge via an ohmic contact into a sample with a constant applied voltage; transport of a pulse of charge through a sample in the open circuit mode; transport of a pulse of charge through a sample subjected to a constant voltage; and finally, thermally stimulated discharge in open circuit. Essentially two kinds of methods are employed: the method of characteristics and finite-difference methods. It is concluded that when discontinuities are important, the method of characteristics is the most convenient; otherwise, appropriate finite-difference schemes can be used with sufficient precision and less time expenses in computers.

Neste trabalho descreve-se a implementação da técnica do pulso eletroacústico (PEA) para a determinação de perfis de carga espacial em dielétricos. O método é baseado no sinal acústico gerado pela aplicação de um pulso de tensão elétrica de curta duração na amostra. O sinal acústico gerado é detectado usando-se um transdutor piezoelétrico acoplado à amostra. São discutidos os detalhes experimentais do sistema e os procedimentos matemáticos para o tratamento do sinal elétrico medido. O tratamento matemático do sinal é baseado na técnica de desconvolução que permite determinar a função de transferência do sistema. A função de transferência permite eliminar do sinal medido as distorções introduzidas pelo circuito de medida, pelas reflexões espúrias do sinal acústico, etc.. Mostra-se também os procedimentos matemáticos para se corrigir a atenuação e dispersão do sinal acústico durante a propagação através da amostra. A técnica PEA foi utilizada para o estudo dos perfis de carga espacial injetada em amostras de polietileno sintetizados com diferentes catalisadores: Ziegler-Natta e Metallocene. O campo elétrico aplicado para polarizar as amostras e injetar cargas elétricas nas amostras foi variado de 0,05 MV/cm a 0,9 MV/cm. Nas amostras de polietileno sem aditivos a injeção de cargas elétricas na amostra é bem menor que em amostras com aditivos anti-oxidantes Mostra-se também que o campo elétrico de ruptura depende da carga injetada na amostra, sendo ele maior quando a polaridade da tensão de teste de ruptura é a mesma da tensão aplicada que provocou a injeção de cargas elétricas na amostra. / It is described the implementation of the electroacustic pulse technique, PEA, for the determination of space charge profiles in dielectrics. The method is based on the acoustic signal generated by the application of a voltage pulse with short duration on the sample. The acoustic signal generated by pulse is detected by using a piezoelectric transducer coupled to the sample. Details of the experimental system and of the mathematical procedure for the treatment of the measured electric signals are discussed. The mathematical treatment is based on the deconvolution technique which enables us to obtain the transference function of the system. The use of a transference function eliminates distortions caused by reflections that are introduced by the measurement circuit. Mathematical procedures for the correction of attenuation and dispersion of the acoustic signal during the propagation throughout the sample are also discussed. The PEA technique was used to measure the profiles of injected space charge in polyethylene synthesized using different catalysts: Ziegler-Natta and Metallocene. The electric field applied to polarize and to inject electric charges in the sample was varied form 0.05MV/cm to 0.9MV/cm. In samples of polyethylene without additives it was observed that the injection of charges is less intense than in samples containing anti oxidant additives. It is also shown that the critical electric field for the breakdown depends on the injected charge on the sample being; larger if the rupture tests were performed using the same polarity of the voltage used to pole the samples. Breakdown measurements were also performed with ozone treated samples.

Apresentamos alguns métodos numéricos para a resolução das equações hiperbólicas que regem problemas de transporte de cargas elétricas em isolantes, aplicando-os a quatro problemas específicos: injeção de corrente por um contato ôhmico em uma amostra com voltagem constante aplicada; transporte de um pulso de cargas através de uma amostra em circuito aberto; transporte de um pulso de cargas através de uma amostra submetida a uma diferença de potencial constante (tempo de vôo); e, finalmente, descarga termo-estimulada em circuito aberto. Empregamos, basicamente, dois tipos de métodos: características e diferenças finitas. Concluímos que, quando as descontinuidades são importantes, é mais conveniente usar o método das características; porém, quando não houver descontinuidades ou se estas não forem importantes, alguns métodos de diferenças finitas podem ser utilizados com boa precisão e menores tempos de computação do que aqueles gastos pelos métodos das características. / Numeral methods for solving partial differential equations of the hiperbolic type, governing some problems of transport of electric charge in dielectrics are presented and then applied to four specific problems: injection of charge via an ohmic contact into a sample with a constant applied voltage; transport of a pulse of charge through a sample in the open circuit mode; transport of a pulse of charge through a sample subjected to a constant voltage; and finally, thermally stimulated discharge in open circuit. Essentially two kinds of methods are employed: the method of characteristics and finite-difference methods. It is concluded that when discontinuities are important, the method of characteristics is the most convenient; otherwise, appropriate finite-difference schemes can be used with sufficient precision and less time expenses in computers.

Neste trabalho estudamos o movimento de cargas espaciais livres em sólidos dielétricos isolantes ou condutores, sub¬metidos à uma d.d.p. conhecida, admitindo uma distribuição qualquer de cargas que toca inicialmente um dos eletródios.Usando o método das características, reduzimos o problema à solução de uma equação diferencial de la. ordem. Como aplicações, resolvemos os casos de uma densidade linear, quadrática e exponencial, em sólidos com condutividade nula sob a condição de curto-circuito. Observamos que as distribuições tendem rapidamente para distribuições uniformes e, em certos casos, pode ocorrer inversão de corrente, dependendo do tipo de distribuição inicial / Free space charge motion is studied in solid dielectrics, insulators or conductors, under a given voltage. We assume an arbitrary charge distribution contact which is initially in contact with one of the electrodes. Using the \"Method of Characteristics\" we can reduce the problem to the resolution of a first order differential equation. Results are applied for linear, quadratic and exponential charge distributions in solids with zero conductivity under short¬circuit conditions. We saw that the charge profiles fall rapidly to uniform distributions and for cases dependent on initial distributions, current inversions are observed

Neste trabalho descreve-se a implementação da técnica do pulso eletroacústico (PEA) para a determinação de perfis de carga espacial em dielétricos. O método é baseado no sinal acústico gerado pela aplicação de um pulso de tensão elétrica de curta duração na amostra. O sinal acústico gerado é detectado usando-se um transdutor piezoelétrico acoplado à amostra. São discutidos os detalhes experimentais do sistema e os procedimentos matemáticos para o tratamento do sinal elétrico medido. O tratamento matemático do sinal é baseado na técnica de desconvolução que permite determinar a função de transferência do sistema. A função de transferência permite eliminar do sinal medido as distorções introduzidas pelo circuito de medida, pelas reflexões espúrias do sinal acústico, etc.. Mostra-se também os procedimentos matemáticos para se corrigir a atenuação e dispersão do sinal acústico durante a propagação através da amostra. A técnica PEA foi utilizada para o estudo dos perfis de carga espacial injetada em amostras de polietileno sintetizados com diferentes catalisadores: Ziegler-Natta e Metallocene. O campo elétrico aplicado para polarizar as amostras e injetar cargas elétricas nas amostras foi variado de 0,05 MV/cm a 0,9 MV/cm. Nas amostras de polietileno sem aditivos a injeção de cargas elétricas na amostra é bem menor que em amostras com aditivos anti-oxidantes Mostra-se também que o campo elétrico de ruptura depende da carga injetada na amostra, sendo ele maior quando a polaridade da tensão de teste de ruptura é a mesma da tensão aplicada que provocou a injeção de cargas elétricas na amostra. / It is described the implementation of the electroacustic pulse technique, PEA, for the determination of space charge profiles in dielectrics. The method is based on the acoustic signal generated by the application of a voltage pulse with short duration on the sample. The acoustic signal generated by pulse is detected by using a piezoelectric transducer coupled to the sample. Details of the experimental system and of the mathematical procedure for the treatment of the measured electric signals are discussed. The mathematical treatment is based on the deconvolution technique which enables us to obtain the transference function of the system. The use of a transference function eliminates distortions caused by reflections that are introduced by the measurement circuit. Mathematical procedures for the correction of attenuation and dispersion of the acoustic signal during the propagation throughout the sample are also discussed. The PEA technique was used to measure the profiles of injected space charge in polyethylene synthesized using different catalysts: Ziegler-Natta and Metallocene. The electric field applied to polarize and to inject electric charges in the sample was varied form 0.05MV/cm to 0.9MV/cm. In samples of polyethylene without additives it was observed that the injection of charges is less intense than in samples containing anti oxidant additives. It is also shown that the critical electric field for the breakdown depends on the injected charge on the sample being; larger if the rupture tests were performed using the same polarity of the voltage used to pole the samples. Breakdown measurements were also performed with ozone treated samples.