Поляризація діелектриків

Якщо до діелектрика прикладається зовнішнє електричне поле, то він поляризується. Сенс поляризації - в оборотному зміщенні зарядів при відповідній орієнтації молекул діелектрика.

В результаті поляризації виникає електричне поле, направлене проти зовнішнього поля.

В діелектриках в залежності від їх структури можуть виникати слідуючи види поляризації: електронна, Іонна, іонно - релаксаційна, дипольно - релаксаційна, електронно - релаксаційна, пружно - дипольна, структурна, ядерного зміщення, спонтанна, залишкова.

Електронна поляризація представляє собою пружне зміщення й деформацію електронних оболонок атомів та іонів. Процес поляризації протікає майже миттєво (10 с). Такі діелектрики використовуються на всіх частотах включаючи і надвисокі частоти.

Електронна поляризація спостерігається у всіх видах діелектриків і не зв'язана з утратою енергії. Тепловий рух молекул на величині електронної поляризації не відображається.

Іонна поляризація зумовлена зміщенням пружного зв'язаних іонів і характерна для твердих діелектриків з іонною будовою. Величина поляризації з підвищенням температури збільшується в результаті ослаблення пружних сил, діючих між іонами, із-за збільшення відстані між іонами при тепловому розширенні. Іонна поляризація відноситься до миттєвих і не залежить від частоти.

Іонно - релаксаційна поляризація (ІРП) спостерігається в неорганічному склі та в деяких кристалічних неорганічних речовинах із негустою скупченістю іонів. В них слабо зв'язані іоні під дією зовнішнього електричного поля отримують допоміжні перекидання в направленні поля. Поляризація цього типу має сповільнений характер. Діелектрики з ІРП на високих частотах не застосовуються.

Дипольно - релаксаційна (ДРП) поляризація визначається поворотом і орієнтацією диполів у направленні поля і зв'язана з тепловим рухом часток. Дипольні молекули, які знаходяться в хаотичному тепловому русі, частично орієнтуються під дією поля, що являється причиною поляризації діелектрика. Якщо зняти зовнішнє електричне поле поляризація зникає.

Час ДРП рівняється 10 ¹⁰-10 ²с. Цей вид поляризації спостерігається у всіх полярних речовинах.

Спонтанна поляризація нелінійно залежить від величини напружності електричного поля і характеризується явно вираженим максимом при певній температурі. Цей вид поляризації супроводжується значним розсіюванням енергії. Він характерний сегнетоелектриків.

Залишкова поляризація характеризується тривалим зберіганням поляризаційного стану в діалектрику після зняття зовнішнього поля. Діалектрики цього типу (електрики) здатні при відсутності зовнішнього поля створювати електричне поле в навколишньому середовищі. Елнктркти можуть використовуватися як джерело електричної енергії.

Дата добавления: 2015-05-24