Виды поляризации диэлектриков

Основные виды поляризации диэлектриков [c.6]

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПОЛЯРИЗАЦИИ ДИЭЛЕКТРИКОВ [c.18]

Переходя к рассмотрению явления поляризации, следует сказать о двух основных видах поляризации диэлектриков [c.18]

Первое слагаемое этого выражения, в соответствии со смыслом слагаемых в (19.3), выражает работу возбуждения электрического поля в вакууме, а второе слагаемое — это собственно работа поляризации диэлектрика. Поэтому если энергия электрического поля в вакуумированном объеме системы, V6 j8n,, считается входящей во внутреннюю энергию ее, т. е. U = - =U+V6 /8it, то работа электризации должна записываться в виде (19.1), если же этого добавления к U нет, то надо учитывать только чистую работу поляризации, т. е. [c.160]

Наиболее простым видом поляризации, зависящей от теплового движения частиц, является поляризация, обусловленная движением отдельных ионов внутри диэлектрика. В связи с этим рассмотрим сначала основные закономерности ионной тепловой поляризации. [c.284]

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]

Если диэлектрик помещен в постоянное электрическое поле, то все виды поляризации, присущие данному веществу, успевают установиться. В этом случае вклад в е вносят как быстрые, так и медленные механизмы поляризации. В переменном электрическом поле с увеличением частоты v начинают запаздывать сначала наиболее медленные, а затем другие виды поляризации. Это приводит к изменению диэлектрической проницаемости (к дисперсии е). [c.294]

Общий вид зависимости e(v) показан на рис. 8.10. В области низких частот вклад в гнч вносят все виды поляризации, однако при V (10 -f-I05) Гц начинают выключаться различные виды объем-но-зарядной поляризации, связанной с движением и накоплением на границах раздела неоднородного диэлектрика заряженных частиц (электронов, ионов). В диапазоне радиочастот Ю —10 Гц [c.294]

В диэлектриках с чисто электронной поляризацией (полиэтилен, полистирол, фторопласт и др.) диэлектрические потери очень малы tg6— (10- - 10 ). В этом случае tgS не зависит от температуры и частоты вплоть до 10 Гц. В диэлектриках с релаксационной поляризацией tg6 существенно изменяется с изменением Т и со. На основе анализа выражений для активного и реактивного токов, связанных с различными видами поляризации, можно получить информацию о вкладе того или иного механизма поляризации в диэлектрические потери. [c.303]

Величина 3) выступающая в данном случае в качестве внешнего параметра, не является таковым для самого диэлектрика. Поэтому бIF не есть работа поляризации диэлектрика в собственном смысле, т. е. в смысле работы на создание поляризации при раздвигании зарядов в молекулах диэлектрика и образовании преимущественной ориентации этих молекул. Для того чтобы найти работу поляризации диэлектрика в собственном смысле, преобразуем выражение (8.6) к виду, в котором независимой переменной является внешний параметр диэлектрика — напряженность i электрического поля. Так как этому внешнему параметру соответствуют два внутренних (электрических) параметра диэлектрика — поляризованность и вектор электрического смещения (индукция) 25 = < +4л < , то искомое преобразование выражения (6.8) может быть осуществлено двумя способами [c.130]

Электронная поляризация— упругое смещение электронных орбит относительно ядер в атомах, молекулах и ионах под действием внешнего электрического поля. Таким образом, электронная поляризация происходит во всех диэлектриках независимо от существования в них других видов поляризации. Это быстрая поляризация, совершающаяся за время порядка 10 —10- с, сравнимое с периодом световых колебаний. В неполярных диэлектриках существует только электронная поляризация и поэтому а = аэ (электронная поляризуемость). Неполярные молекулы имеют симметричное строение и поэтому центры тяжести эквивалентных положительного и отрицательного зарядов у них совпадают, так что в отсутствие внешнего поля неполярные молекулы не имеют собственного электрического момента (ц = 0). [c.544]

Ионная поляризация — упругое смещение противоположно заряженных ионов в узлах кристаллической решетки ионных кристаллов под действием внешнего поля. Это тоже быстрый вид поляризации, устанавливающийся за время порядка 10 —10 с. Поскольку в ионных кристаллах существует еще и электронная поляризация, а = аэ + ак (а — ионная поляризуемость) и такие диэлектрики отличаются большим значением е,, чем неполярные. [c.544]

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]

В любом диэлектрике с релаксационной поляризацией всегда дополнительно существует хотя бы один вид упругой поляризации. Общая поляризация диэлектрика, представляющая собой средний электрический момент единицы объема, выражается суммой [c.147]

Электронная поляризация. В электрическом поле в атомах или молекулах, из которых построен диэлектрик, деформируются (смещаются) электронные оболочки, главным образом внешние. Смещение электронов происходит на малые расстояния в пределах своих атомов я молекул. Такая поляризация происходит у всех диэлектриков независимо от их агрегатного состояния и существования в них других видов поляризации. [c.152]

Ионная поляризация характерна для ионно-кристаллических диэлектриков и обусловливается смещением упруго связанных ионов. Этот вид поляризации, так же как и электронной, относится к мгновенным (10 сек) и не зависит от частоты вплоть до инфракрасных колебаний. , [c.7]

Все перечисленные в 1.1 виды поляризации относятся к твердым диэлектрикам. В неполярных твердых диэлектриках наблюдается электронная поляризация. В этом случае диэлектрическая проницаемость равна квадрату коэффициента преломления. Сюда относятся валентные кристаллы (алмаз), молекулярные кристаллы, не содержащие полярных групп (нафталин, сера), неполярные полимеры (полиэтилен, политетрафторэтилен, полипропилен, полиизобутилен, полистирол). Для неполярных диэлектриков температурный коэффициент диэлектрической проницаемости определяется изменением числа молекул в единице объема и может быть вычислен по формуле, применяемой для неполярных жидкостей [c.12]

КЛАССИФИКАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ ПО ВИДУ ПОЛЯРИЗАЦИИ [c.21]

Поскольку при определении абсорбционных токов даже замедленных видов поляризации возникают некоторые трудности, сопротивление диэлектрика рассчитывают обычно как частное от деления напряжения на ток, измеренный через одну минуту после включения напряжения и принимаемый за сквозной ток. [c.31]

Процессы, происходящие в стеклопластике — диэлектрике, объясняются взаимодействием элементарных частиц (электронов, атомов, молекул, ионов) под влиянием электрического поля. По этой же причине происходит смещение и раздвижка отрийа-тельных и положительных зарядов диэлектрика, ориентация их дипольных молекул, т. е. происходит поляризация диэлектрика. При этом могут возникать различные виды поляризации диэлектрика, из которых наиболее общими и характерными являются следующие [c.97]

Рис. 2. Некоторые виды поляризации диэлектриков а — электронная б — ионная соединения Na l в —дипольная

Электронная упругая поляризация является наиболее общим видом поляризации. Она наблюдается во всех диэлектриках независимо от их агрегатного состояния (газ, жидкость, твердое тело) и структуры (кристалл, аморфное вещество). Атомы, из которых состоит диэлектрик, под действием внекшего электрического поля превращаются в электрические диполи вследствие того, что [c.278]

Электронная поляризация - это смещение электронных орбит относительно положительно заряженного ядра (рис. 4.3, а положение орбиты после поляризации показано пунктиром). Она происходит во всех атомах любого вещества и, следовательно, во всех диэлектриках, независимо от наличия в них других видов поляризации. Электронная поляризац гя устаназлизается за очень [c.91]

Миграиионная поляризация наблюдается в некоторых диэлектриках и системах изоляции, в частности, в неоднородных диэлектриках, особенно с полупроводящими включениями. В диэлектриках с полупроводящими включениями этот вид поляризации заключается в перемещении (миграции) зарядов в этих включениях до их границ и накоплении зарядов на границах раздела. Процессы установления и снятия миграционной поляризации сравнительно медленны и могут продолжаться секунды, минуты и даже часы. Поэтому миграционная поляризация обычно наблюдается лишь при весьма низких частотах. [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]

Так как поляризация диэлектрика происходит только при наличии внешнего электрического поля, то существует евязь между векторами Р и Е. Эту связь запишем в виде [c.138]

Для нагрева диэлектриков используются частоты не выше 10 Гц. Полу-период напряженности электрического поля на несколько порядков больше периода собственных колебаний упругой поляризации, и этот вид поляризации устанавливается практически мгновенно после включения поля. Вектор поляризации следует за изменением вектора напряженности электрического поля без запа.здываиия. Угол потерь у таких веществ близок к пулю, и они не нагреваются в переменном электрическом поле. Источниками потерь у дпэлектрикон с упругой поляризацией служат посторонние примеси исвязан-ная с ними сквозная электропроводность. Добавлением электропроводных примесей специально пользуются в тех случаях, когда надо нагреть диэлектрик, имеющий только упругую поляризацию (см, 16-2). [c.146]

Помимо рассмотренных видов релаксационной поляризации в твердых диэлектриках часто наблюдается еще одна ее разновидность — объемная поляризация. Под этим термином понимают ряд явлений, сходных между собой в том, что они вызывают поляризацию диэлектрика за счет образования в нем объемных зарядов [11]. Заряды в диэлектрике оказываются смещенными, но не на микрорасстояния, как при прочих видах поляризации, а на макроскопические расстояния. Продвижению свободных зарядов могут мешать дефекты кристаллической решетки, которые способны в некоторых случаях захватывать электроны и ионы. [c.147]

Накоплению объемных зарядов и разделению зарядов в проводящих включениях препятствует тепловое движение, стремящееся ослабить поляризацию, По этой причине объемную поляризацию и ее вариант — макро-структурную поляризацию гетерогенных диэлектриков следует отнести к поляризации релаксационного типа. Процесс нарастания этих видов поляризации описывается формулой (9-37) и носит апериодический характер. Скорость нарастания поляризации тем выше, чем выше электропроводность. При ионной проводимости включений постоянная времени макроструктурной поляризации составляет величину порядка 10 9—]0 с. [c.147]

Если в двухслойном диэлектрике е < и Oj > Oj, то при подаче на электроды постоянного напряжения в начальный момент времени плотность тока в первом слое будет больше. Это приведет к образованию на границе раздела положительного заряда +AQдoб (рис. 5.17, б). По мере накопления заряда установится состояние, когда плотности токов в первом и втором слоях станут равными. В диэлектрике, состоящем из многих блоков с различными е, и а, дополнительные заряды образуются на границе блоков (рис. 5.17, г). Этот вид поляризации называют межслоевой поляри- [c.156]

Различают следующие виды поляризации в диэлектриках 1) электронная, 2) ионная, 3) ионно-релаксационная, 4) дииольно-релакса-ционная, 5) электронно-релаксационная, 6) уируго-дииольная, 7) ядер-ного смещения, 8) структурная, междуслойная, 9) спонтанная, 10) остаточная. - [c.6]

Этот вид поляризации наблюдается у всех полярных веществ, но с той только разницей, что у газов температурная зависимость г незначительна ввиду малой плотности, а у твердых диэлектриков поляризация обусловлена уже не поворотом самой молекулы, а поворотом имеющихся в ней полярных радикалов. Величина дипольно-релакса-ционной поляризации зависит от частоты электрического поля, уменьшаясь с частотой и асимптотически приближаясь к величине электронной поляризации. [c.8]

Емкость конденсатора с диэлектриком и накопленный в нем электрический заряд обусловливаюася суммарным воздействием эазличных механизмов поляризации. Разные виды поляризации могут наблюдаться у разных диэлектриков, а также могут быть одновременно у одного и того же материала. [c.19]

Диэлектрическая проницаемость твердых тел зависит от структурных особенностей твердого диэлектрика. В 1вердых телах возможны все виды поляризации. Для твердых неполярных диэлектриков характерны те же закономерности, что и для неполярных жидкостей и газов. Это подтверждается данными табл. 1-5 и зависимостью е, (/) для парафина, показанной на рис. 1-5. При переходе парафина из твердого состояния в жидкое (температура плавления около [c.25]

Природа диэлектрических потерь в электроизоляционных материалах различна в зависимости от агрегатного состояния вещества. Диэлектрические потерн могут обусловливаться сквозным током или, как указывалось при рассмотрении явления поляризации, активными составляющими токов смещения. При изучении диэлектрических потерь, непосредственно связанных с поляризацией диэлектрика, можно характеризовать это явление поляризации кривыми, представляющими зависимость электрического заряда на электродах конденсатора с даниы.м диэлектриком от приложенного к конденсатору напряжения (рис. 3-1). При отсутствии потерь, вызываемых явлением поляризации, заряд линейно зависит от напряжения (рис, 3-1, а) и такой диэлектрик называется линейным. Если в линейном диэлектрике наблюдается замедленная поляризация, связанная с потерями энергии, то кривая зависимости заряда от напрял<ения приобретает вид эллипса (рис. 3-1,6). Площадь 31 ого [c.44]

Кроме того, в твердых диэлектриках наблюдаются электроннорелаксационная, резонансная, структурная и самопроизвольная (спонтанная) поляризации, которые в полимерных материалах, как правило, не проявляются. Таким образом, пз всех рассмотренных видов поляризации стеклопластики на основе полиэфирных, эпоксидных, фенольно-формальдегидных и других смол следует отнести к материалам, которые обладают почти всеми видами поляризации одновременно, так как смолы обладают электронной и диполы-ю-релаксациоиной поляризациями одновременно, а стеклонаполнитель — ионно-релаксационной поляризацией. Основной предпосылкой для определения плотности полимерных материалов служит формула Клаузиуса—Моссоти, связывающая электрические свойства молекул, диэлектрическую проницаемость, поляризуемость и дипольный момент с плотностью и молекулярной массой [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...