Диэлектрик дипольный

Диэлектрические потери в твердых диэлектриках. В неполярных твердых диэлектриках диэлектрические потери вызваны электропроводностью, а в полярных — электропроводностью и дипольной поляризацией. Выше (см. 5.3) отмечалось, что в твердых диэлектриках дипольная поляризация представляет собой деформацию звеньев, сегментов или ориентацию полярных групп молекул в электрическом поле. Изменение tg б от температуры и частоты для твердых неполярных и полярных диэлектриков такие же, как и для жидких (рис. 5.21—5.23). [c.164]

Диэлектрические потери, обусловленные поляризацией, особенно отчетливо наблюдаются в веществах, обладающих релаксационной поляризацией в диэлектриках дипольной структуры и в диэлектриках ионной структуры с неплотной упаковкой ионов. [c.48]

Потери вследствие замедленной поляризации диэлектрика (дипольно-релаксационной ионно-релаксационной) являются наиболее суш,ественными диэлектрическими потерями. [c.87]

Полярные диэлектрики имеют повышенную диэлектрическую проницаемость. В газообразных диэлектриках вследствие их малой плотности дипольный характер молекул незначительно сказывается на абсолютной величине диэлектрической проницаемости, которая остается практически равной единице. У полярных жидких и твердых диэлектриков дипольная поляризация вызывает значительное увеличение диэлектрической проницаемости. Так, например, у неполярного обычного трансформаторного масла диэлектрическая проницаемость 2,2, у полярного совола около 5 у неполярного полиэтилена 2,3—2,4, у полярного полихлорвинила 3,1—3,8. Эти примеры показывают, что в полярных диэлектриках дипольная поляризация преобладает над электронной поляризацией, вследствие чего зависимость изменения величины диэлектрической проницаемости от ряда факторов определяется особенностями дипольной поляризации. [c.23]

Общая оценка диэлектрических свойств эпоксидных смол дана в работах 181, 84]. В них показано, что эпоксидные смолы, отвержденные аминными и кислотными отвердителями, являются полярными диэлектриками. Дипольные потери и поляризация связаны в отвержденных эпоксидных смолах и компаундах с процессами релаксации. В настоящее время нет законченной теории диэлектрической поляризации полимеров (136], однако во многих случаях удается найти правильное качественное объяснение молекулярного механизма поляризации. [c.61]

Как выяснилось, термодинамический анализ [Желудев, 1968] позволяет получить уравнение (1.2.9) при к о с % = р /Зкв у где р —постоянный дипольный момент молекулы, 0 — абсолютная температура и — постоянная Больцмана. Этот результат получен для диэлектрика, дипольные моменты которого в отсутствие внешнего поля ориентированы случайным образом. По-видимому, все три типа индуцированной поляризации могут быть пропорциональными локальному полю. [c.27]

Действительно, уменьшение излучательной способности будет не беспредельно и, достигнув определенной величины, вновь начнет возрастать. Об этом свидетельствуют многие экспериментальные данные по степени черноты, полученные в зависимости от температуры для ряда тугоплавких соединений. Объяснение такого рода дает классическая электродинамика, рассматривающая излучение как результат взаимодействия электромагнитной волны с веществом. Если сообщить металлу и диэлектрику одинаковое количество тепловой энергии, то в металле энергия расходуется на возбуждение электронов и, следовательно, ведет к росту интенсивности излучения в диэлектрике часть энергии идет на изменение величины дипольного момента, т. е. наблюдается относительное уменьшение излучательной способности. Такой [c.66]

В изотропных диэлектриках все элементарные дипольные моменты имеют одно и то же направление— направление поля. В этом случае векторную сумму в (8.10) можно заменить скалярной. Если смещение зарядов составляет Ал , то [c.276]

Во многих диэлектриках имеются молекулы, которые обладают собственным электрическим моментом Ро, т. е. представляют собой диполи даже в отсутствие внешнего электрического поля. В ряде случаев при изменении направления ориентации диполей во внешнем электрическом поле возникают упругие возвращающие силы. Очевидно, что это наблюдается тогда, когда диполи более или менее жестко связаны, т. е. упругая дипольная поляризация имеет место в твердых диэлектриках — полярных кристаллах. [c.281]

Наложение внешнего однородного поля вдоль оси л изменяет зависимость U(x). Потенциальная энергия иона в этом поле должна изменяться с расстоянием линейно. Таким образом, кривая V (х) представляет собой результат наложения зависимости, изображенной на рис. 8.5, и наклонной прямой (рис. 8.6). Из рис. 8.6 следует, что вероятность перескока иона из положения / в положение 2 увеличивается, а вероятность обратных перескоков уменьшается. Это происходит потому, что за счет наложения поля потенциальный барьер в первом случае уменьшается на AL/, а во-втором — увеличивается на AU. Если заряд иона равен е, то AU= =еЕд/2. Естественно, что число перескоков в единичное время в направлении J- 2 теперь больше, чем в обратном направлении. В результате этого в диэлектрике устанавливается асимметричное распределение зарядов, т. е. создается некоторый дипольный момент. [c.285]

Если к диэлектрику внешнее поле не приложено, то в различных анионных вакансиях эти переходы происходят хаотически и поляризация не возникает. Приложение электрического поля приводит к тому, что перескоки становятся в значительной степени согласованными. При этом возникает преимущественная направленность перескоков и, таким образом, появляется результирующий дипольный момент. Время релаксации электронной тепловой поляризации достаточно велико 10 —10 с. [c.288]

Более строгий расчет дипольной тепловой поляризации был предложен Дебаем. Следуя Дебаю, рассмотрим диэлектрик, содержащий N диполей Ро- Пусть диполь направлен под углом 0 к полю (рис. 8.8). Тогда Ро os 0 — составляющая дипольного момента полярной молекулы в направлении поля. Потенциальная энергия диполя в электрическом поле [c.289]

Заканчивая рассмотрение различных видов поляризаций, отметим, что поляризация реальных диэлектриков имеет обычно сложный характер. Она является совокупностью отдельных простейших видов поляризации. В общем случае результирующий дипольный момент единичного объема диэлектрика (поляризуемость) [c.291]

Появление поляризации в диэлектрике под действием механических напряжений называют прямым пьезоэффектом. Кроме прямого пьезоэффекта существует и обратный. Он заключается в том, что при наложении внешнего электрического поля кристалл несколько сжимается или расширяется. Пьезоэффект наблюдается во всех нецентросимметричных кристаллах. Под действием механических напряжений происходит смещение заряженных частиц и, таким образом, возникает дипольный момент. Смещение частиц в кристаллах с центром симметрии не приводит к появлению поляризованного состояния, так как в этом случае в силу наличия центра симметрии происходит электрическая компенсация моментов, образованных за счет смещения положительно и отрицательно заряженных частиц. [c.295]

Задача отыскания результирующего магнитного момента в магнитном поле совершенно аналогична задаче о нахождении электрического дипольного момента диэлектрика, содержащего диполи в электрическом поле. Энергия магнитного диполя М в магнитном поле с индукцией В [c.325]

Электрическая поляризация вещества, состоящего из полярных молекул, отличается от электрической поляризации вещества, состоящего из неполярных молекул. Молекулы, имеющие постоянные дипольные моменты, поляризуются полем не только вследствие индукции, т. е. появления наведенного дипольного момента, определяемого поляризуемостью, но и вследствие ориентации молекул полем. При отсутствии поля молекулы в результате теплового движения расположены хаотично (рис. 16.2, а) и поэтому векторная сумма всех моментов диполей в среднем близка к нулю. При наложении внешнего электрического поля на каждый диполь действуют силы, стремящиеся ориентировать его параллельно электрическому полю (рис. 16.2,6). В этом случае сумма всех дипольных моментов молекул уже не равна нулю и диэлектрик приобретает электрический момент. Такой тип поляризации называют ориентационной, или дипольной, поляризацией. [c.7]

Дипольная поляризация (нрк. ориентационная поляризация, релаксационная поляризация, тепловая поляризация) — электрическая поляризация, обусловленная преимущественной ориентацией электрических моментов диполей в одном направлении в диэлектрике. [c.104]

Дипольная поляризация характерна для полярных диэлектриков. Полярные молекулы имеют несимметричное строение. Центры тяжести эквивалентных разноименных зарядов у них не совпадают, и поэтому в отсутствие внешнего поля эти молекулы обладают собственным электрическим моментом т. е. являются жесткими [c.544]

У полярных диэлектриков, как уже отмечалось, в области низких температур ориентация диполей обычно невозможна, так как т очень велико. При повышении температуры х уменьшается и появляется дипольная поляризация, что обусловливает значительное увеличение е. Однако при дальнейшем росте температуры начинает влиять усиление хаотических тепловых колебаний молекул и соответственно уменьшается [c.95]

Диэлектрическая дисперсия может носить релаксационный (е монотонно снижается с ростом ш) или резонансный характер (е с ростом частоты проходит через максимум и минимум). Релаксационная дисперсия характерна для дипольной поляризации полярных диэлектриков. [c.109]

Обозначим дипольную поляризованность Рд. Если диэлектрик вывести из состояния равновесия, т. е. поляризовать, го после выключения поля поляризованность будет уменьшаться от начального, установившегося значения Рс = Рд(0) по закону (4.12). Время т, в течение которого дипольная поляризованность уменьшится в е раз после выключения поля, называют временем релаксации, а частоту с )р=1/т - частотой релаксации. [c.110]

Поляризацию принято подразделять на различные виды в зависимости от способа смещения вызывающих ее частиц — носителей связанных зарядов. Все частицы диэлектрика, способные смещаться под действием внешнего электрического поля, можно отнести к двум видам упруго, или сильно, связанные и слабо связанные [11]. Процессу движения упруго связанных частиц препятствует упругая сила. Такая частица имеет одно положение равновесия, около которого совершает тепловые колебания. Под действием внешнего электрического поля частица смещается на небольшое расстояние. Упругие силы, или точнее квазиупругие, связывают электронную оболочку и ядро в атомах, атомы в молекулах, ионы в кристаллах, дипольные молекулы в некоторых твердых телах. Фи шческая природа таких сил изучается в квантовой механике. [c.145]

Наиболее распространенным видом упругой поляризации является электронная поляризация, которая заключается в упругой деформации электронных оболочек. В результате атом приобретает дипольный момент, направленный согласно с напряженностью внешнего электрического поля и пропорциональный напряженности поля, Такой диполь называется упругим. Электронная поляризация существует у всех диэлектриков. [c.146]

Постоянная времени т, характеризующая скорость нарастания поляризации, называется временем релаксации. Для диэлектриков с дипольной или ионной поляризацией т= 10- -н 10 с. Эта величина зависит от структуры диэлектрика и температуры. Сравнительно большое время релаксации приводит к зависимости параметров диэлектрика от частоты поля. [c.147]

К диэлектрикам с дипольной релаксационной поляризацией относятся такие полярные жидкости, как вода, нитробензол, спирт, ацетон, соляная кислота, глицерин и др. Твердые вещества с этим же видом поляризации — целлюлоза и другие материалы на основе древесины, бакелит, синтетические смолы, шелк, органическое стекло, эбонит, канифоль и канифольные компаунды. [c.147]

Достаточно эффективно греются в электрическом поле те материалы, фактор потерь которых е" не меньше сотых долей единицы [10]. Этому условию удовлетворяют материалы, изготовленные на основе поливинилхлоридной и полиамидной смол с добавкой пластификаторов и красителей, — пластикаты. Эти смолы являются дипольными диэлектриками, у которых е 3,3 4,5, а tg б = [c.290]

Дипольная поляризация. На процессы поляризации большое влияние оказывает структура молекул. Во многих диэлектриках в различном агрегатном состоянии — и в газообразных, и в жидких, и в твердых — молекулы обладают электрическим дипольным моментом при отсутствии внешнего электрического поля. У таких молекул центры положительных и отрицательных зарядов смещены друг относительно друга на некоторое расстояние, они представляют собой диполи, аналогичные диполю, показанному на рис. 2-1. Дипольные молекулы самопроизвольно поляризованы без воздействия электрического поля — спонтанно. Причиной такой спонтанной поляризации является несимметричная структура молекул. [c.32]

Резкий рост диэлектрической проницаемости с ростом температуры происходит, когда вязкость жидкости достаточно снижается, что облегчает ориентацию дипольных молекул электрическим полем. Из кривых рис. 2-2 видно, что диэлектрическая проницаемость полярного диэлектрика зависит и от частоты. При больших частотах температурный максимум диэлектрической проницаемости сдвигается в область более высокой температуры, причем максимум снижается. [c.34]

Изменение А. вследствие возникновения двойного электрич, слоя в зоне контакта и образования донор-но-акценторной связи для металлов и кристаллов определяется состояниями внеш. электронов атомов поверхностного слоя и дефектами кристаллич. решётки, полупроводников — поверхностными состояниями и наличием примесных атомов, а диэлектриков — дипольным моментом функциональных групп молекул на границе фаз. Площадь контакта (и величина А.) твёрдых тел зависит от их упругости и пластичности. Усилить А. можно путём активации, т. е. изменения морфологии и анергетич. состояния поверхности ме-ханич, очисткой, очисткой с помощью растворов, вакуумированием, воздействием вл,-магн. излучения, НОННОЙ бомбардировкой, а также введением разл. функциональных групп. Значит. А. металлич. плёнок достигается электроосаждением, металлич. и неме-таллич. плёнок — термич. испарением и вакуумным напылением, тугоплавких плёнок — с помощью плазменной струи. [c.25]

Существуют два основных типа диэлектриков диэлектрики, молекулы которых обладают дипольным моментом в отсутствие внешнего электрического поля (диэлектрики с так Д1азываемыми полярными молекулами), и диэлектрики, дипольный момент молекул которых в отсутствие поля равен нулю, но при наложении внешнего электрического поля молекулы деформируются и приобретают дипольный момент (диэлектрики с неполярными молекулами). [c.84]

Между неполярными адгезивами и субстратами реализуются преимущественно Ван-дер-Ваальсово взаимодействие или водородные связи. При протекании на фанице раздела фаз реакций образуются химические связи и наблюдается образование двойного электрического слоя. Изменение адгезии вследствие возникновения двойного электрического слоя в зоне контакта и образования донорно-акцепторной связи определяется для металлов и кристаллов состоянием внешних электронов атомов поверхностного слоя и дефектами кристаллической решетки, для пО]Тупроводников - поверхностными состояниями и наличием примесных атомов, а для диэлектриков - дипольным моментом функциональных групп молекул на границе фаз. [c.93]

Если в диэлектрике имеются полярные молекулы и связь между ними невелика, то под действием поля они могут относительно легко поворачиваться. Ориентации диполей в поле препятствует тепловое движение. В результате возникает дипольная поляризация, 3ависящая от теплового движения. [c.289]

Минимальное значение U достигается при 0=0. Именно поэтому все диполи стремятся ориентироваться в направлении поля. Однако тепловое движение разориентирует молекулы. Результирующий дипольный момент диэлектрика определяется статистическим равновесием между ориентирующим действием поля и разориенти-рующим действием теплового движения. [c.289]

Процесс установления дипольной поляризации после включения диэлектрика под напряжение (или процесс ее ликвидации после снятия напряжения) требует относительно большого по сравнению с практически безынерционными явлениями электронной и ионной поляризации вржмени. Поляризованность Рд дипольной поляризации за время / с момента снятия приложенного напряжения уменьшается по экспоненциальному закону [c.93]

Постоянную времени этого процесса т называют временем релаксации дипольной поляризацрга. Если период приложенного переменного напряжения меньше т, то диполи не успевают ориентироваться вслед за полем и дипольная поляризация не дает вклада в поляризованность диэлектрика. Так как т обычно имеет порядок 10" -10 с, дипольная поляризация проявляется лишь на частотах ниже 10 -10 Гц. При понижении температуры т сильно возрастает. [c.93]

При отсутствии внешнего электрического поля ориентация дипольных моментов микросистем диэлектрика имеет хаотический характер и вектор поляризации равен нулю. Если в диэлектрике существует электрическое поле напряженностью Е, то на каждый заряд диполя действует сила F qE, стремящаяся развернуть диполь по направлению электрического поля (рис. 9-2, а). Преимущественная ориентация диполей в одну сторону приводит к тому, что их геометрическая сумма в единице объема 01лич[ а от нуля и в соответствии с формулой (9-3) вектор поляризации в этом случае тоже не равен нулю. Так выглядит в самом грубом приближении один из возможных механизмов поляризации диэлектрика. Более подробно различные виды процесса поляризации будут рассмотрены в 9-2. [c.137]

Наиболее часто встречающимся нидом релаксационной поляризации является дипольная поляризация, возникающая в полярных диэлектриках при слабых связях между молекулами. Молекулы полярных диэлектриков обладают собственным электрическим моментом, который не зависит от напряженности внешнего электрического поля. После включения поля наиболее вероятным направлением молекулярных дипольных моментов становится направление вектора напряженности электрического поля. Под действием флуктуаций теплового движения большинство дипольных моментов ориентируется в этом направлении. В равновесном состоянии молекулы-диполи не располагаются строго вдоль поля, так как этому мешает тепловое движение, а имеют лишь преимущественную ориентацию ВДОЛЬ ПОЛЯ. [c.146]

И соответственно прирост диэлектрической проницаемости за счет релаксационной поляризации Дврел — серел = рел/( о )- Усиление теплового движения препятствует полному завершению поляризации диэлектрика, стре.мпсь нарушить преимущественную ориентацию дипольных моментов по направлению электрического поля. Отрицательное влияние повышения температуры заключается в ослаблении поляризации. [c.152]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...