Поляризация диэлектриков

 

 

Речовина	ρ·108, Ом·м	Речовина	ρ·108, Ом·м
Алюміній	2,5	Кремній	2,3·1013
Вісмут		Латунь (60 % Сu —
Вода (хімічно чиста)	1014	34 % Zn)
		Манганін (85 %Сu—
Германій	47 · 108	3 % Ni — 12 %Mn)
Графіт		Марганець
Залізо		Мідь	1,8
Золото	2,2	Миш,як
Калій	6,7	Платина
Кам,яна сіль		Ртуть	9,4
(10%-й розчин)	8,25 · 105	Свинець
Кварц	1026	Срібло	1,6
Константан (54 %Сu—45 % Ni		Сіре олово	2 · 104
— 1 % Mn)		Скло	1017
		Теллур	1,6 · 105
		Фарфор	1021

 

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Кучерук І.М., Горбачук І.Т. Загальний курс фізики. Київ Техніка. 2001. Т1,2,3.

2. Грабовський Р.І. Курс фізики. – “Вища школа”, М., 1980.

3.Трофимова Т.І. Курс фізики. – “Вища школа”, М., 1985.

4.Детлаф А.А., Яворський Б.М., Милковська Л.Б. Курс фізики. – “Вища школа”, 1973 -1979.Т 1,2,3.

5.Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. –М. Наука, 1972 – 1974. Т 1,2,3.

6.Савєльєв І.В. Курс загальної фізики. – М.: Наука, 1972 - 1974. Т.1,2, 3.

7.Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука,1979.

8.Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. – М.: Высшая школа, 1981.

9.Калашников С.Г. Электричество – М.: Наука, 1977.

10.Сивухин Д.В. Общий курс физики – М.: Наука, 1977 - 1980. т.1,2, 3,4.

11.Матвеев А.Н. Электродинамика. – М.: Высшая школа, 1981.

12. Епифанов Г.И., Мома Ю.А. Твердотельная электроника. – М.: Высшая школа, 1986.

13.Сена Л.А. Единицы физических величин и их размерности. – М.: Наука, 1977.

14.Чертов А.Г. Единицы физических величин. – М.: Высшая школа, 1977.

 

Модуль 5. Диэлектрические материалы

Классификация диэлектрических материалов

По агрегатному состоянию диэлектрические материалы подразделяются на:

- газообразные (различные газы, воздух),

- жидкие (различные масла)

- твердые.

По назначению диэлектрики подразделяют на:

– собственно диэлектрические материалы – класс электротехнические материалов, предназначенных для использования их различных диэлектрических свойств (большое ρ, поляризацию, диэлектрические потери и другие);

– электроизоляционные материалы – диэлектрики, предназначенные для создания электрической изоляции токоведущих частей в электротехнических и радиоэлектронных устройствах

По постоянству свойств диэлектрики подразделяют на:

– пассивные – (их свойства стабильны при различных внешних воздействиях);

– активные – (их свойствами можно управлять с помощью различных воздействий энергетического характера, например температуры в пироэлектриках, вызываемыми механическими напряжениями в пьезоэлектриках).

По химическому составу диэлектрики подразделяют на:

- неорганические (слюда, керамика, стекло)

- органические(полимеры, пластмассы, светотехнические материалы)

- элементоорганические, в молекулы которых входят атомы Si, Mg, Al, Ti, Fe и других элементов.

 

Поляризация диэлектриков

Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля, иногда под действием других внешних сил или спонтанно.

Поляризация — состояние диэлектрика, которое характеризуется наличием электрического дипольного момента у любого (или почти любого) элемента его объема.

В зависимости от механизма поляризации, поляризацию диэлектриков можно подразделить на следующие типы:

Электронная — смещение электронных оболочек атомов под действием внешнего электрического поля. Самая быстрая поляризация (до 10−15 с). Не связана с потерями.

Ионная — смещение узлов кристаллической решетки под действием внешнего электрического поля, причем смещение на величину, меньшую, чем величина постоянной решетки. Время протекания 10−13 с, без потерь.

Дипольная (Ориентационная) — протекает с потерями на преодоление сил связи и внутреннего трения. Связана с ориентацией диполей во внешнем электрическом поле.

Электронно-релаксационная — ориентация дефектных электронов во внешнем электрическом поле.

Ионно-релаксационная — смещение ионов, слабо закрепленных в узлах кристаллической структуры, либо находящихся в междуузлие.

Структурная — ориентация примесей и неоднородных макроскопических включений в диэлектрике. Самый медленный тип.

Самопроизвольная (спонтанная) — благодаря этому типу поляризации у диэлектриков, у которых он наблюдается, поляризация проявляет существенно нелинейные свойства даже при малых значениях внешнего поля, наблюдается явление гистерезиса.

Резонансная — ориентация частиц, собственные частоты которых совпадают с частотами внешнего электрического поля.

Миграционная поляризация обусловлена наличием в материале слоев с различной проводимостью, образованию объемных зарядов, особенно при высоких градиентах напряжения, имеет большие потери и является поляризацией замедленного действия.