Ta pojav imenujemo dielektrična polarizacija.

adsby.ru

Fizika Zemlje

Pomembno je, da koncentracijo močnih telesnih nabojev razdelimo na prevodnike (n 0 ~10 28 ÷ 10 29 m -3), prevodnike (n 0 ~10 17 ÷ 10 19 m -3) in dielektrike (n 0 ~10 9 ÷ 10 13 m - 3).

Dielektriki so tako kot katera koli druga snov sestavljeni iz nevtralnih atomov in molekul.

Če zamenjamo celoten pozitivni naboj molekule z enim točkovnim nabojem, postavljenim v središče njene delitve in na podoben način z elektroni, potem lahko molekulo kože v tej situaciji vidimo kot električni dipol.

Proces orientacije dipolnih momentov ali njihov pojav pod dotokom zunanjega električnega polja, ki vodi do zmanjšanja električnega momenta kožnega elementa na prostornino dielektrika, se imenuje polarizacija dielektrikov.

Obstajajo tri vrste takšne polarizacije:

1. Elektronska deformacija - Inducirani dipolni momenti atomov so posledica deformacije elektronskih lupin, torej.

2. opis elektronskih orbital in jeder. Orientacija in dipol

3. - Urejanje razporeditve najpomembnejših dipolnih momentov. Ionna

, (21)

- Nastane kot posledica konstriktivnega premika kristalnih brazd: tisto, kar tvorijo pozitivno nabiti ioni vzdolž polja, in ustvarjajo negativni ioni - proti polju. Polarizacija je preprosto označena s polarizacijo (polarizacijski vektor) – vektorsko količino, ki je definirana kot skupni dipolni moment na prostorninsko enoto dielektrika: de r

i

– dipolni moment ene molekule;

р v - skupni dipolni moment katerega koli dielektrika.

Jasno je, da je za velik razred dielektrikov (razen feroelektrikov) polarizacija linearno odvisna od jakosti zunanjega polja: de - jakost električnega polja na točki, za katero se meri;χ (хі) - dielektrična odzivnost govora; - je vedno pozitivna, brezdimenzijska količina.

Večina dielektrikov (trdnih in redkih) postane manj kot ena (čeprav je na primer alkohol χ ≈ 25 in voda χ = 80). Za vzpostavitev podobnih vzorcev polja v dielektriku se uvede enotno zunanje elektrostatično polje E 0

Kakor koli že, ne glede na agregatno stanje podrobnosti vaše atomsko-molekularne strukture, na primer atomskega, molekularnega ali ionskega kristala itd., Sestoji iz pozitivno nabitih jeder in negativno nabitih elektronov.

Zato obstaja samo en mehanizem polarizacije - premik pozitivnih nabojev vzdolž polarizacijskega polja in negativnih nabojev proti polarizacijskemu polju (slika 3.14).

Tukaj je pravilno poudariti, da govor ni polariziran z zunanjim poljem (div., na primer, (3.2) zgoraj), temveč s skupnim poljem, ki ga ustvarijo zunanji naboji (ne zanašajte se na dielektrik) in s samim polariziranim govorom.
Nimamo koga posebej izpostaviti.

majhna

3.14.

Premik pozitivnih nabojev vzdolž polarizacijskega polja

in negativni naboji proti polarizacijskemu polju

V skoraj vseh primerih, če je dielektrik sestavljen iz električno nevtralnih delcev (atomov in molekul), ne glede na njegovo agregatno stanje, je mogoče vse "podmehanizme" polarizacije zmanjšati na dve vrsti.


V ta namen je običajno vse atome, molekule in dielektrike, ki so iz njih sestavljeni, razdeliti v dva razreda:

majhna

3.15.

Polarizacija nepolarnega dielektrika

majhna 3.16. Orientacijski mehanizem polarizacije polarnega dielektrika

Tukaj je vektor dipolnega momenta ene molekule, za katerega se predpostavlja, da velja za vse molekule, ki se nahajajo v sredini fizično neskončno majhnega prostora. Na primer, poglejmo enakomerno polarizirano jedro (slika 3.17). majhna 3.17. Polarizacija in električno polje enakomerno polariziranega couleeja

Ko je nepolarni dielektrik polariziran, se elektronska lupina atoma ali molekule deformira - elektroni se premikajo proti polarizacijskemu polju, jedra se premikajo vzdolž polja. Problem je med središči pozitivnih in negativnih nabojev (brez polarizacijskega polja).

Zaradi tega atom ali molekula nabrekne

,

vodenje dipolni moment. Bolj očitno je, da bo inducirani dipolni moment sorazmeren z velikostjo zunanjega električnega polja.

To je mogoče razumeti, če pogledamo obnašanje potencialne energije P(

x ) interakcija med dvema delcema, de/X () interakcija med dvema delcema, de- Stoj med njimi. X Naj ista točka ustreza položaju (pogosto se deli nahajajo na isti točki in je dipolni moment dnevni).

Z majhnimi spremembami v položaju enakosti v razgrnjeni potencialni energiji do serije Taylor si lahko delite nekaj prvih članov

Zdravniki, ki so si podobni v točki enake ničle in drugi podobni v tej točki, so pozitivni , je jasno, da blizu točke stabilne enake potencialne energije nastane kot Očitno, ko je ta situacija vzhičena, se pojavi moč

V molekulah, ki jih imenujemo polarne, so središča pozitivnih in negativnih nabojev uničena, ker ima taka molekula dipolni moment.

Ko takšno molekulo postavimo v električno polje, se njena elektronska ovojnica deformira, razdalja med centri naboja se poveča in do konca dipolnega momenta se doda določen inducirani dipolni moment.

Vendar se lahko pokaže, da je ta dodatni indukcijski dipolni moment veliko manj močan. Razumljivo je in prav je tako, da so polarizacijska polja veliko manjša od polja, ki obstaja v sredini molekule. Po vrstnem redu velikosti je notranje molekularno polje tradicionalna atomska enota električne poljske jakosti: V/m.

Zapisana atomska enota električne poljske jakosti ima maso elektrona, njegov naboj, Planckovo konstanto.

Vrahovayuchi, na primer, "preboj" - kaj prinesti do iskre - poljska jakost za suh veter mora biti nastavljena na V / m, potem je pet velikosti manjša, lahko potrdimo, da je v najpomembnejšem del poskusov bomo v tem trenutku inducirali dipol, za očitnost močnega , lahko veste. dipolni moment. Nadalje, če upoštevamo polarizacijo dipolnih dielektrikov, ta učinek (induciran z dodatnim momentom) ni pravilen.

Vektorji dipolnih momentov moči sosednjih molekul so kaotično usmerjeni skozi toplotni tok.

Zato je zaradi odsotnosti zunanjega električnega polja povprečni skupni dipolni moment vsakega fizično neskončno majhnega dielektrika enak nič. Z drugimi besedami, dielektrik nima polarizacije: njegova polarizacija je enaka nič. Zunanje električno polje usmeri dipolne momente molekul vzporedno z vektorjem, termični kolaps tega pa se premakne, dielektrik je polariziran, v tem primeru je polarizacija posledica temperature in je posledica povečanja temperature. . Ta depozit je izračunan, poleg tega pa bo prikazano, da je pri različnih polarnih dielektrikih njihova polarizacija sorazmerna z jakostjo polarizacijskega polja.- Absolutna temperatura, konstantna Boltzmannova - k B = 1,38 · 10 -23 J/K.

Zaradi majhnosti dipolnega momenta molekul je za ekstremne (ne zelo nizke) temperature eksponent majhen in lahko razširimo eksponent v Taylorjev niz, pri čemer izvzamemo prva dva člena

majhna

3.19. ) interakcija med dvema delcema, de L. Boltzmann (1844–1906) – avstrijski fizik

Pomembno je omeniti, da se obnovitev bližnjega virusa (3.18) in vseh elementov, ki izhajajo iz njega, zgodi pri ne zelo nizkih temperaturah, če . Z drugimi besedami, dielektrik nima polarizacije: njegova polarizacija je enaka nič. Natančneje ni pomembno izplačilo plače (3.17) ali zamenjava ljubljene osebe (3.18), saj lahko bralec zasluži sam.

Integral celotne trdne vrednosti datuma zunaj števila molekule v sistemu.Če srednja vrednost kosinusa ostane enaka nič, se prvi seštevek (3.18) integrira.

Ker je torej pomen popolne telesne pokritosti starodaven, jo je mogoče odstraniti

Zdaj poznamo situacijo

in izraz (3.18) lahko zapišemo v obliki

Izračunati je treba vrednost projekcije celotnega dipolnega momenta na smer polja (druge projekcije bodo verjetno dosegle nič zaradi osne simetrije polja).

Projekcija dipolnega momenta ene molekule je stari pcosa, tudi novi dipolni moment

R

vse molekule v eni enoti so starodavne

Integral glede na original in integral glede na se izračuna po dodatni zamenjavi spremenljivke molekule v sistemu. Potem vemo dipolni moment. zunanje elektrostatično polje je razloženo z različnimi elektronskimi in ionskimi polarizacijami v tem, da se povečajo dipolni moment. dipolni momenti več atomov rastejo str i. str Polarizacija je preprosto označena s polarizacijo (polarizacijski vektor) – vektorsko količino, ki je definirana kot skupni dipolni moment na prostorninsko enoto dielektrika: Pri dipolni polarizaciji stopnja orientacije vektorja narašča sorazmerno s povečanjem jakosti zunanjega elektrostatičnega polja. molekule v sistemu. .

Odkrili smo najučinkovitejše formule za dielektrično odzivnost pri različnih vrstah polarizacije.

Jasno je, da vonj velja za pline: nismo se zanašali na tok molekul ena na ena, kar je sprejemljivo za sisteme, kjer delci niso tesno zapakirani.

Vendar to načelo ne velja več za kondenzirane medije (trdne snovi in ​​trdne snovi): pod vplivom zunanjega električnega polja enota prostornine dielektrika razvije dipolni moment
;
V najpreprostejših primerih je linearni položaj

Povečana dielektrična odzivnost dielektrika je posledica vseh treh obravnavanih mehanizmov:

Redko se zgodi, da so vsi deli dielektrične odzivnosti vendarle veliki.

Recimo, da je v ionskih kristalih dipolni del izgorel.

http://science.hq.nasa.gov/kids/imagers/ems/index.html - elektromagnetne tuljave, lestvica elektromagnetna vezja;

http://science.hq.nasa.gov/kids/imagers/ems/radio.html - radiokhvili;

http://www.nrao.edu/index.php/learn/radioastronomy/radiowaves - radiokhvili, dzherela radiokhvil.

Glavni električni procesi, ki se pojavljajo v dielektrikih pod vbrizgavanjem napetosti, so procesi polarizacije, električne prevodnosti in razpada dielektrikov.

Polarizacija je obratni premik električno nabitih delcev, ki vstopajo v dielektrično skladišče.

Obstajajo naslednje glavne vrste polarizacije: elektronska, ionska, dipolna, spontana in druge.

Proces polarizacije dielektrikov opisujejo tovariši Clausius-Mosotti de – dielektrična penetracija električnega izolacijskega materiala;

- število delcev (molekul, ionov) v 1 cm3 materiala;

- Polarizacija delca (molekule, iona);

P je polarizacija dielektrika.

Clausius-Mosottijeva teorija vzpostavlja povezavo med praktičnimi značilnostmi materiala - dielektrično penetracijo, fizikalno stabilnostjo materiala in številom delcev, ki so polarizirani v enem dielektriku.

Elektronska polarizacija je proces vzmetnega premika elektronov (elektronskih orbit) iz jedra vseh dielektričnih atomov.

Proces elektronske polarizacije je proces ublažitve.

Čez eno uro bo gor.

Elektronska polarizacija se pojavlja v vseh električnih sistemih.

S spremembami temperature ionskega dielektrika se vrednost ai povečuje zaradi oslabitve vzmetnih sil v ionskem dielektriku in povečane amplitude vbrizgavanja ionov.

Zato intenzivnost procesa polarizacije ionov narašča s temperaturnimi spremembami.

V ionskih dielektrikih se hkrati s polarizacijo ionskega premika razvije tudi proces elektronske polarizacije - pojav je, da se s segrevanjem dielektrika širitev dielektrika zmanjša, vendar je skupni učinek polarizacije večji Hrbtenica ionskih dielektrikov raste (slika 5-2) s spremembami njihove temperature.

majhna

5.2 Nanos in temperatura ionskega kristalnega dielektrika.

Elektronska in ionska polarizacija sta vrsti deformacijske polarizacije, ki ne povzročata porabe energije v dielektrikih.

V polarnih dielektrikih pod vplivom električnega polja pride do dipolne (dipolno-relaksacijske) polarizacije.

Ta vrsta polarizacije je orientacija - rotacija polarnih molekul v smeri trenutnega električnega polja.
Polarizacijo polarnih ao molekul določa virus

V grobem frekvenčnem območju začnejo polarne molekule dokončati svojo rotacijo eno uro naenkrat.

Zato je praktično enakovredna konstantni napetosti.

Z nadaljnjim naraščanjem frekvence se ura pospeši in zaradi procesa dipolne polarizacije izpadejo številne molekule. V tem primeru se dielektrična penetracija dielektrika močno zmanjša in doseže (pri celo visokih frekvencah) vrednost elektronske polarizacije dielektričnih molekul. Kritično frekvenco, pri kateri se učinek dipolne polarizacije začne močno zmanjševati, lahko določimo s formulo

de – polmer polarne molekule;

- absolutna viskoznost;

- Boltzmannov položaj;

- Absolutna temperatura.
Dipolna polarizacija je jasno vidna v polarnih plinih in tekočinah (ricinusovo olje, sovola in in).
V trdnih polarnih dielektrikih dipolna polarizacija ni orientacija samih polarnih molekul, temveč rotacija polarnih radikalov, prisotnih v molekulah, npr.

V zanesljivo očiščenih nevtralnih dielektrikih so električne izgube opreme pomembne zaradi prevodnosti, katere vrednosti se povečajo zaradi sprememb temperature dielektrika. Povezava s cym raste. Pri polarnih dielektrikih se pri takšni vrednosti dielektrične viskoznosti izognemo maksimumu, če v procesu dipolne polarizacije sodelujejo

Velika količina

polarne molekule.

Zmanjšanje vrednosti z nadaljnjim povišanjem temperature je posledica povečanja intenzivnosti hladnega toplotnega gibanja polarnih molekul.

Druga predstavitev signala povzroči povečan tok prevodnosti v dielektriku.

Na sl.

5-6 prikazuje globino frekvence za polarno območje.

Največja tukaj predstavlja frekvenco, pri kateri začne vrednost padati (slika 5-3) in .

majhna

5.8 Nanos feroelektrika (BaTiO3) v odvisnosti od temperature.

Ta temperatura se imenuje feroelektrična Curiejeva temperatura ().

Prisotnost spontane polarizacije kaže nenormalno višje vrednosti v feroelektrikih (Rochelle sol, barijev titanat itd.). Proces trenutne polarizacije spremlja izgubljena energija, ki se razprši v dielektrikih kot toplota.

Osnovni pojmi

Električna polarizacija

imenujemo proces odstranjevanja tesno povezanih električnih nabojev ali orientacijo dipolov v neposredno uporabljenem električnem polju. Sicer se zdi, da je električna polarizacija središče govora, v katerem je električni moment delovanja govora odštevan od nič. Pri opisovanju električnih pojavov (tudi polarizacije) upoštevajte sistem, ki ga sestavljajo elektrode, med katerimi je dielektrik.

Napetost se nato dovaja na označene elektrode. Vidimo lahko kos strukture, ki je lahko električni kondenzator, kabel, navitje električnega stroja ali transformatorja itd., pa tudi kos dielektričnega materiala, posebej pripravljenega za spreminjanje parametrov v laboratoriju. .

Vsekakor, ne glede na vidnost ali prisotnost močnih električnih nabojev (ki nosijo naboj), vedno obstajajo povezani naboji: elektroni lupin atomov, ioni.

Pod trenutnim električnim poljem se povezani naboji v dielektričnosti premaknejo iz enakih položajev: pozitivni naboji - v smeri vektorja poljske jakosti E, negativni naboji - v obratni smeri (slika 4.8).

Zaradi tega elementarni volumen dielektrika (dV) poveča inducirani električni moment (dP).

Svetloba inducira električni moment (P) v dielektričnosti in je pojav polarizacije.

, (4.22)

S svetovno polarizacijo dielektrika , je jasno, da blizu točke stabilne enake potencialne energije nastane kot govor ali pa je enota prostornine dielektrika polarizirana.

Za homogeni dielektrik s polarnimi molekulami v enotnem električnem polju:

de - povprečna vrednost skladiščnega polja vektorja stacionarnega dipolnega momenta molekule;

, (4.24)

izračunano z uporabo Boltzmannove delitve za delce v polju sil:

deklasične Langevinove funkcije.<< 1 имеем . Но в этом случае вычисляется по формуле Дебая-Ланжевена:

Ko a

de K - Boltzmannova konstanta (J/K pri K);

N 0 - število molekul na prostorninsko enoto;

µ =3∙10 29 C∙m – električni (dipolni) moment Debyeve molekule. Močan električni moment starodavne molekule: kjer je q skupni pozitivni (in številčno enak celotnemu negativnemu) električni naboj molekule;

. (4.27)

l – stoji med težiščema skupnih pozitivnih (+q) in negativnih (-q) nabojev (krak dipola) (sl. 4.9). Ena najpomembnejših lastnosti dielektrika, ki je še posebej pomembna za tehnologijo, je njegova .

dielektrična penetracija

(ε).

Vrednost ε predstavlja razmerje med nabojem (Q), odvzetim pri isti napetosti na kondenzatorju z danim dielektrikom, in nabojem (Q 0), ki ga lahko dobimo v kondenzatorju enakih geometrijskih dimenzij in pri isti napetosti, ki je med elektrodama sprehajajoči vakuum:

Z virazu (4.27) vilips, kar je pomenljivo

ε ne more biti manjši od 1

Vrednosti trenutne dielektrične penetracije katerega koli dielektrika so odvisne od izbire sistema enote. Nadalje, ocene moči električarjev kažejo najbolj očitno električno penetracijo, beseda "prepustno" zaradi doslednosti pa je izpuščena.

Velikost naboja (Q) je mogoče najti iz virusa: .

de Z – kapacitivnost kondenzatorja;

U – na novo napetost.

Viraz (4.28) vam lahko ponudi naslednje:

kjer je 0 zmogljivost vakuumskega kondenzatorja (geometrijska kapaciteta).

Z analizo izraza (4.29) je mogoče datirati takšno vrednost prevodne dielektrične penetracije.

Vrednost vodnega dielektrika

V času nezakonitih posvojitev se večina električarjev deli v dva razreda:

1) nepolarni dielektriki;

2) polarni dielektriki.

Za nepolarne molekule je l = 0 za vire (4.26) tudi i µ = 0, torej.

Nepolarne molekule ne proizvajajo električne energije.

To je ista ura za polarne molekule.

O prisotnosti električne energije v molekulah lahko sodimo po kemijski naravi teh molekul.

Konstantni električni moment polarne molekule je tako kot vsak električni moment vektorska količina.

Vzamemo ga kot neposredni vektor od negativnega naboja do pozitivnega naboja (div. sl. 4.9).

Pomembno si je zapomniti, da se je pri razpravi o polarnosti molekule, ki stoji za njim, treba zanašati ne le na miselno pisanje kemijske formule govora, temveč na dejansko porazdelitev nabojev v prostoru.

Tako sta formuli anhidrida ogljika in vode v oznakah CO 2 in H 2 podobni, v resnici pa je molekula anhidrida oglja simetrična s središčem simetrije (slika 4.10, 6), zato je anhidrid ogljika nepolaren.

In molekula vode ima videz rebrne kletke (slika 4.10, c), zato ima voda oster izraz polarne moči (za molekulo vode µ = 6,1·1030 C m).

Ves govor o ogljikovih hidratih je nepolaren ali šibko polaren (µ = 0 ali celo manj).

Vendar pa pri zamenjavi atomov vode z atomi halogenov F, Cl, Br ali I ali skupinami -OH, -N0 2 itd. (To je Waldenov dielektrofor) se ustvarijo asimetrične molekule, tako da je napetost µ > 0.

Oglejmo si najpreprostejši ogljikov hidrat - metan CH 4 in produkte zamenjave vode s klorom: metil klorid (CH 3 C1), metilen diklorid (CH 2 Cl 2), kloroform (CH 1 3) in ogljikov dioksid (tetraform) (CC 1 4).

Molekula metana ima videz tetraedra z atomom C v središču in atomom H na ogliščih (div. sl. 4.10, d). Očitno je za metan µ = 0.

Molekule СНС13, СН2С12 in СНС13 so jim asimetrične in podobne;

5,17 · 10 -30 in 3,8 · 10 -30 C · m. Molekula CCl 4 je spet simetrična in ima µ = 0.

Benzen C6H6 - rechovina je nepolarna;

ko je en atom vode v benzenu nadomeščen z drugim elementom ali s skupino polarnih spojin: 1) monoklorobenzen (µ = 5,17 · 10 -30 C m);

2) monojodobenzen (µ = 4,3 10 -30 C m);

3) fenol (µ = 5,2 10 -30 C m);

4) anilin (µ = 5,1 10 -30 C m);

5) nitrobenzen (µ = 13,2 10 -30 C m) itd.

,

Aceton

zaradi dejstva, da ima molekula polarno skupino CO;

,

za novo, µ = 9,7 10 -30 C m.

Za anorganske govore z visokim pomenom veljajo:

,

lahko vidimo kot polimerni ogljikov hidrat (polietilen), v katerem so atomi vode na površini nadomeščeni z atomi fluora, kar je popolnoma simetrično strukturi ovoja molekularne luči nepolarnosti;

Prote politrifluorokloroetilen (fluorlon-3) je asimetričen in zato polaren.

Glavne vrste polarizacije

Glede na agregatno stanje so strukture dielektrikov razdeljene na naslednje glavne vrste polarizacije: elektronska, ionska, ionska relaksacija, dipolna relaksacija, migracija, selitev. Skupni električni naboj, ki ga inducira uporabljeno električno polje, se imenuje vsota. različne vrste

polarizacija.

Polarizacijski mehanizmi se lahko pojavijo v različnih dielektrikih, v enem dielektriku pa se lahko pojavi več polarizacijskih mehanizmov hkrati. Morda hipotetični dielektrik, ki poganja vse polarizacijske mehanizme predstavitve z ekvivalentnim vezjem, v katerem je kožni mehanizem polarizacije povezan vzporedno z napetostno (U) kapacitivnostjo (C) (sl. 4.11). Kapaciteta C 0 in naboj Q 0 označujeta geometrijsko kapaciteto in naboj, ko je med elektrodama vakuum. Karakterizirata zmogljivost C e in naboj Q e (slika 4.11).

elektronska polarizacija

. Elektronska polarizacija je premik središča naboja elektrona iz pozitivno nabitega jedra atoma pod vplivom zunanjega električnega polja (slika 4.12). , ki razširi α na konstantno dielektričnost (ε 0), ki se meri v prostorninskih enotah.

Geometrična polarizabilnost (α/ε 0) je torej enaka atomski.

10 -30 ... 10 -29 m3.

Na primer, vrednosti atomov halogena α/ε 0 (v vrstnem redu naraščanja njihove atomske mase) so enake:

· Za F - 0,4 · 10 -30;

· Za Cl - 2,4 · 10 -30;


· Za Br - 23,6 · 10 -30;

· Za J - 5,8 · 10 -30 m3.

Za govor je ionski vir polarizacija ne atomov, ampak ionov.

Razlikujejo se po vrednosti, ki se bistveno razlikuje glede na elektronsko geometrijsko polarizabilnost () na kub ionskega polmera ().

Na primer, razmerje za napredujoče ione je starodavno:


4) za Zr++++

5) za Ca++ 6) za Рb++ 7) za Ti++++

Prisotnost ionov velikega pomena je povezana s polarizacijo. Vrednosti, ki preprečujejo takšne ione, so še višje, na primer za rutil (TiO 2) ε = 110. Kapaciteta C in naboj Q u (slika 4.15) označujeta polarizacijo ionov.

Polarizacija z dipolno sprostitvijo je možna, ker molekularne sile ne dovoljujejo, da bi bili dipoli usmerjeni vzdolž istega polja.

S povišanimi temperaturami oslabijo molekularne sile, kar lahko poveča polarizacijo dipolne relaksacije;

Vendar se hkrati poveča energija toplotnega toka molekul, kar spremeni dotok polja, ki je usmerjeno.

(4.34)

V zvezi s tem se dipolno-relaksacijska polarizacija z naraščajočo temperaturo sprva povečuje, dokler oslabitev sil medmolekularne interakcije ne odtehta povečanja kaotične toplotne motnje molekul.

Polarizacija dipolne relaksacije se kaže v polarnih plinih in regijah.

Tovrstno polarizacijo lahko preprečimo tudi v trdnih dielektrikih. Vendar pa v mnogih trdnih, zelo organskih dielektrikih dipolna relaksacijska polarizacija ni primarno določena z orientacijo same molekule, temveč z orientacijo polarnih radikalov, ki so v njej prisotni. Takšno polarizacijo imenujemo dipolni radikal.

Primer polarizacije te vrste je celuloza, katere polarnost je razložena s prisotnostjo hidroksilnih skupin (OH) in kislosti.

Kristali z molekularnimi strgalniki in šibkimi Van Der Walsovimi vezmi imajo lahko orientacijo večjih delcev. Kapaciteta Cyr in naboj Q up (razdelitev, slika 4.11) označujeta ionsko relaksacijsko polarizacijo. Ionska relaksacijska polarizacija

Ti dielektriki imajo lahko visoke vrednosti dielektrične penetracije (CaTiO 2 – kalcijev titanit ima ε = 150 itd.).

Poleg tega so ti električarji pozorni na najvišje temperaturno območje. Ta vrsta polarizacije je posledica porabe energije, ki je prikazana na sl. (4.11 je videti, da je aktivna podpora R e p povezana zaporedno. ) Vlaga C m in naboj Q m (slika 4.11) označujeta migracijsko polarizacijo. Selitev

strukturno

polarizacija Namenjen je uporabi v tehničnih dielektrikih prevodniških in neprevodniških stikal, kroglic z različno prevodnostjo ipd., pa tudi v kompozitnih dielektrikih. S ponavljajočim se Materealom v polju Elektrica, polje Elektroni Tuasi Tuhdovlov Provydni vključuje naklon kože vključno kože, odvzem polarizirane tančice na inter-orah (slika 4.17).

Postopek namestitve in odstranitve migracijske polarizacije je običajno daljši in lahko traja tri sekunde ali celo leto. Polarizacija te vrste je še posebej možna pri nizkih frekvencah. Polarizacija te vrste je povezana s porabo energije, ki je prikazana (div. sl. 4.11) v obliki aktivnega nosilca R m, ki je zaporedno povezan z amplitudo m.

Prožnost C res in naboj Q pe z (razdel. slika 4.11) označujeta resonančno polarizacijo.

Resonančna polarizacija

se pojavi v dielektrikih pri optičnih frekvencah.

Vse kapacitivnosti ekvivalentnih vezij (div. sl. 4.11) so ranžirane R in podpirajo dielektrični tok skozi prevodnost. Kapaciteta Z n in naboj Q cn ter aktivni nosilec R cn (razdel. sl. 4.11) označujejo spontano polarizacijo. (Spontano ) Vlaga C m in naboj Q m (slika 4.11) označujeta migracijsko polarizacijo. minljivo - Polarizacija, ki nastane pod influksom notranji procesi

pri električarjih brez zunanjih infuzij. Polarizacija te vrste je nelinearno odvisna od jakosti električnega polja (slika 4.19) in med ciklično spremembo izgleda kot značilna zaprta krivulja - histerezna zanka (slika 4.20). Ime so dobili dielektriki, ki povzročajo spontano polarizacijo

feroelektriki (Segnetna sol NaKC 4 H 4 O 6 ·4H 2 O; barijev titanat BaTiO 3, natrijev nitrit NaNO 2 itd.). Posebna značilnost feroelektrikov je prisotnost domenske strukture v njih (podobno strukturi fero- in ferimagnetov). Poleg tega superpozicija zunanjega električnega polja združuje pomembno orientacijo električnih momentov v neposrednem polju, kar daje učinek celo močne polarizacije. Eden glavnih parametrov feroelektrikov je feroelektričnost

Curiejeva točka (Prikazano kot magnetno). To je temperatura, ko se dvigne (pri ohlajanju) in pride do spontane polarizacije (pri segrevanju).

Ko doseže Curiejevo točko, se temperatura dvigne ali zniža,

fazni prehod

Dielektrična penetracija nepolarnih dielektrikov ni v zelo širokem območju frekvence (slika 4.22).

Drugi na desni ima dipolno polarizacijo.

S povečano frekvenco izmenične napetosti ostane tudi vrednost polarnega dielektrika ε nespremenjena, razen, začenši s kritično frekvenco (f 0), če polarizacija ni več v celoti vzpostavljena v enem koraku. Jod, ε se zmanjša in se približa pri zelo visoke frekvence do vrednosti, značilnih za nepolarne dielektrike. Vrednost f 0 je mogoče približati iz izraza:

de – dinamična viskoznost tekočine;

r je polmer molekule.

Torej, za vodo, za katero je bilo ugotovljeno, da je vrednost f 0 približno 10 11 Hz, torej.

Zaradi takojšnje detekcije dielektričnosti več fizičnih mehanizmov polarizacijske (relacijske) polarizacije (dipolarne – za orientacijsko dimenzijo) različne skupine molekule ali orientacija molekul različnih komponent mešanega dielektrika, migracija itd.) z različnimi urami relaksacije (niz ur relaksacije), je slika retencije lahko zapletena.

Torej, v tem primeru, če premaknete grafikon, se lahko izognete ne samo enemu, ampak številnim znižanjem. Nanos po analogiji z disperzijo svetlobe torej. prisotnost obstojnosti indikatorja upogiba glede na frekvenco zvonjenja se imenuje disperzija dielektrične penetracije . Razlika v vrednosti dielektrične penetracije, izmerjena (s povečanjem f) na začetku upada, ki ga povzroči ta ali drug mehanizem relaksacijske polarizacije, in po tem upadu se imenuje globina sprostitve za kateri polarizacijski mehanizem. Očitno je največja vrednost dielektričnosti ε ε v primeru konstantne napetosti (ali pri infrafrekvenci);

tse - tako imenovani

statična dielektrična penetracija (ε s), najmanj pa – ε, Vimirci na izjemno visoki frekvenci, ki se približuje frekvenci svetlih kolivanov; tse –

tse - tako imenovani

optični dielektrični prodor (). Razlika v teh vrednostih se imenuje prirastek električne penetracije.

DIELEKTRIČNI MATERIALI.

Razvrstitev in

podzemna moč

dielektriki.

Temperaturno območje.

Govor, ki nastane, je polariziran v električnem polju.

Imajo notranje električno polje in

enaka delitev

potenciali.

Nosni naboj v dielektrikih:

1. V plinih

1) Pozitivni in negativni ioni.

Razlog: ionizacija molekul plina.

2) Elektronika v močnih poljih.

2. Doma

1) Ioni.

Vzrok: disociacija redini molekul.

2) Koloidni naboj delcev v emulzijah in suspenzijah.

3. Na nebu

2) Napake kristalnih nosilcev.

(1.2)
(1.2)

3) Elektronika in luknje za prevodnost. Obstajajo polarni in nepolarni. Malyunok 50.

Glavne električne moči električarjev:

1. Polarizacija

2. Električna prevodnost

3. Dielektrični stroški

Polarizacija pomeni moč električarjev za ustvarjanje električne zmogljivosti. Hkrati pa polarizacija dielektrikov, ki nastane zaradi izgube energije in toplote, povzroča odpadke električna energija

v izolacijskih materialih, zlasti pri visokih frekvencah, če se polarizacijski procesi dielektrika ponavljajo več kot ciklov na uro.

Zato je polarizacija opisana z dielektričnimi parametri.



Obstaja več vrst polarizacije. 2.2.1. Vzmetno polarizacijo ustvarja dielektričnost brez vidne energije in odvajanja toplote.

Ločena polarizacija elektronske in ionske vzmeti

Elektronska polarizacija je vzmetni premik in deformacija elektronskih lupin atomov, ki vodi v subgeometrična središča pozitivnih in negativnih nabojev v atomu.

Za namestitev je potrebna minimalna ura - 10 -15 ur, torej.

Dipolna sprostitvena polarizacija je značilna za govor z dipolno strukturo in je posledica preusmeritve dipolnih molekul v zunanjem električnem polju, dodanem dielektriku.

(1.2)

Odvisno od mase, debeline embalaže in dimenzij dipolov postane ura namestitve polarizacije 10 -10 ..10 -2 s.

Po odstranitvi polja, ki je povzročilo polarizacijo, se pod vplivom toplotnega kolapsa delcev vrtijo v kaotičnem stanju, v katerem se polarizacija materiala spreminja po zakonu

de - polarizacija dielektrika v trenutku odstranitve zunanjega polja, C/m 2

Ura relaksacije (ura, med katero se število urejenih dipolov spreminja v času), h.

Obseg polarizacije dipola kot funkcija temperature je prikazan na sliki 1.

2.3.

Zmanjšanje grafa v območju nizkih temperatur je posledica gostega pakiranja ionov in težav pri preusmerjanju toka, v območju visokih temperatur pa majhnega števila dipolov, ki padejo na enoto prostornine dielektrika.

majhna

2.3.

Trajanje dipolno-relaksacijske polarizacije kot funkcija temperature

Resonančna polarizacija.

Bodite previdni pri dielektrikih pri svetlobnih frekvencah, ki jih povzroča resonanca močnih tresljajev (ovijanje) elektronov in ionov ter frekvence zunanjega elektromagnetnega polja (svetlobe). V resnici ni stagnacije in majhnega vlivanja moči dielektrika v frekvenčno sfero, kjer prevladujeta elektronika in mikroelektronika. Migracijska polarizacija – se kaže v

trdne snovi

heterogena struktura z makroskopsko heterogenostjo in prisotnostjo hiš.

Vzroki za polarizacijo so prisotnost prevodnih in prevodnih elementov v realnih tehničnih dielektrikih (papir, tkanina).

Med selitveno polarizacijo se elektroni in ioni premikajo med žicami, kar ustvarja velika polarizirana območja.

Ta polarizacija je povezana z velikimi stroški energije in se pojavi že pri nizkih frekvencah; ura sprostitve takih dielektrikov je le nekaj sekund.

V realnih dielektrikih se hkrati pojavi več vrst polarizacije, zato so frekvenca in temperaturno območje polarizacije, dielektrična penetracija in tangens dielektričnih izgub zapleteni.

(1.2)

Glede na vrsto polarizacije ločimo štiri skupine dielektrikov:

1. Dielektriki so pomembni pri elektronski polarizaciji.

To so nepolarne in šibko polarne snovi v kristalnih in amorfnih snoveh (parafin, polistiren, polietilen).

Vikoristi delujejo kot visokofrekvenčni dielektriki - izolatorji.

2. Dielektriki z elektronsko in dipolno-relaksacijsko polarizacijo.

Ti so polarni organski, za razliko od trdnih materialov (smole, celuloza).

Za odpravo potrebnih kontrol, na primer za minimalni temperaturni koeficient zmogljivosti TKE, električni kondenzatorji Lahko se zatakne zložljiv dielektrik, ki je sestavljen iz mešanice preprostih materialov z različnimi vrednostmi dielektrične penetracije.

,

3) Elektronika in luknje za prevodnost. Ko je takšen dielektrik prisoten, je njegova efektivna dielektrična penetracija določena z Lichteneckerjevo formulo: za kaotično porazdelitev komponent:і q 1 q 2

- Volumska koncentracija (delov) komponent.

POLARIZACIJA DIELEKTRIKOV.

Proces premikanja in urejanja nosilcev naboja pod vplivom električnega polja

Tabor govora, s katerim se elementarni jogo obsedenec povzpne do električnega trenutka.

Vzroki: zunanje električno polje, mehanske obremenitve, svetlost in drugi dejavniki dowkill, spontana polarizacija.

Malyunok 51.

Polarizacija je vzrok za pojav električne kapacitivnosti.

Dielektriki:

1) linearni – izolacija, kondenzator trajne kapacitete

2) nelinearni – senzorji, bakreni napetostni kondenzatorji

Malyunok 52.

Polari so sestavljeni iz polarnih molekul (vode).

Nepolarni - iz nepolarnega, ki ima električni moment = 0 (plini, kuhinjska sol).

Vrste polarizacije:

1. Neposredna polarizacija (vzmet) nastane brez disipacije energije.

1) Elektronska polarizacija - redukcija elektronskega sevanja v središče atomskega jedra.

Ura krivde in likvidacije je 10^-14…10^-15 s.

Polarizabilnost ni odvisna od temperature, je pa dielektrična penetracija.

Malyunok 53.

2) Resonančna polarizacija – nastane, ko se zaradi spremembe magnetnega polja zmanjšajo frekvence ovijanja elektronov.

3) Ionska polarizacija – premik enega ali več pozitivnih in negativnih ionov.

Ura namestitve – 10^-11 s.

Zaloga: kuhinjska sol.

Ko se temperatura dvigne, se parametri povečajo.

2. Sprostitev

Na njem se troši energija, kar se kaže v obliki toplote, električna energija se troši na izmenični tok.

Riznovidi:

1) Dipolna relaksacijska polarizacija - rotacija in orientacija dipolnih molekul v direktnem polju.

Malyunok 54.

Ura namestitve: 10^-2…10^-10 s.

Nizkofrekvenčna polarizacija.

Ura sprostitve: hvilini in godini.

5) Spontana polarizacija. Faza - tabor kristalnih horatov, njena struktura. U

v različnih govorih