Основните видове диелектрична поляризация

Под влияние на приложеното електрическо напрежение изолатор способен поляризирана, т.е.. Е. има ограничено преместване на свързаните такси или ориентация на моменти дипол.

Има 3 основни вида поляризация:

1 Електронни поляризация - еластичен изместване на електронен слой относителните към сърцевината на диелектрични атоми. Този незабавен процес, появяващи се при 10 -15 -10 -16 S. Електронни поляризация характеристика на всички диелектрици: полярен, неполярен, йонната решетка.

2 йонийски поляризация е еластична изместване един спрямо друг sublattice на положителни и отрицателни йони. Йонийски поляризация завършена в рамките на 10 -13 -10 -12 S.

Electron и йон поляризация са бързо, тип релаксация поляризация възникне в диелектрици под влиянието на електрическо поле незабавно и разсейване на енергия, т. Е., без изолиране на топлина.

3 дипол поляризация се среща в полярни диелектрици. Той представлява въртенето (ориентация) на полярните молекули (диполи). За дипол ориентация по отпускане на електрическо поле отнема известно време # 964;. След отстраняване на външното поле по време на # 964; ориентация на полярните молекули чрез термично движение се намалява с коефициент д (Е - база на натуралния логаритъм). Времето за почивка е право пропорционална на диелектрик вискозитета и обратно пропорционална на температурата.

Тъй като при въртящи диполи в посока на областта на определена устойчивост се преодолее обаче дипол поляризация се придружава от разсейване на енергия в диелектрик, т. Е. отопление. Дипол поляризация се отнася до нееластични, релаксация поляризации увеличава и намалява бавно и завършва по време на 10-Х -10 до -1.

Има два вида на дипол (релаксация) на поляризацията:

Ion релаксация поляризация характеристика на твърди диелектрици с насипен обем опаковане на частиците.

Способността на диелектрика, когато се прилага към него и електрод захранващото напрежение да образуват капацитет, характеризиращ се с относителна диелектрична константа # 949;.

диелектрична константа # 949; - диелектрик важен параметър характеризиращи процеса на поляризация, която може да се намери от измерената капацитет с диелектрик.

където С - капацитет, F;

# 949; - диелектрична проницаемост;

- диелектрична константа = 8.84 х 10 -12 F / m;

S - площ на електрода, м 2;

ч - разстояние между електродите, т.

В диелектрична проницаемост д зависи от интензивността на процесите на поляризация, които се провеждат в диелектрици под влияние на приложеното напрежение.

Неполярни диелектрици хомогенна структура имат само електронна поляризация, така че те диелектричната проницаемост е ниско # 949 = 1-2,2. т.е.

където п - индекс на пречупване на светлината.

Диелектрична константа на полярен диелектрична константа електрически определя (биполярен) момента на молекули и молекулен размер, в диапазона 2-80, т.е. # 949;> N2.

Диелектрична константа б зависи от много фактори: температура, се прилага напрежение, честота, влажност и др.

За неполярни диелектрици възниква само електронен поляризация. Тъй като електрон поляризацията настъпва мигновено, дори и на най-високите честоти, използвани в съвременната електрическо и радиотехниката, поляризацията на неполярен време диелектрици напълно седнал в момента тя е несравнимо по малък в сравнение с половин период на променливото напрежение. Ето защо, диелектрична проницаемост # 949; неполярни диелектрици не зависи от честотата на променливо напрежение. Фигура 2 показва тази връзка.

Фигура 2 - зависимостта на диелектрична константа срещу честота за солидна неполярни диелектрици

1 - флуоропласт-4, 2 - полистирол

Фигура 3 показва зависимостта на диелектричната поляризация на честота за полярни диелектрици. Дипол поляризация може да се случи в различна полета до определена честота. При много високи честоти, този тип поляризация не се случи, тъй като по време на половината цикъл е много малък и полярни молекули не могат да извършват своята въртене под действие на външно електрическо поле. Диелектрична константа намалява с увеличаване на честотата и само електронен процес поляризация се определя при високи честоти

Фигура 3 - зависимостта на диелектрична константа спрямо честота

полярен диелектрик (поливинил ацетат) при различни температури

диелектрик Температура също оказва влияние върху диелектрична константа. Фигури 4, 5 и 6 илюстрират тази зависимост за различни структури диелектрици.

Фигура 4 - Зависимостта на диелектричната константа на

температура за неполярни диелектрици

На температурата на електрон поляризация има малък ефект. Тъй като неполярни диелектрици се характеризират само с електронен поляризация, след намаляване на диелектрична константа # 949; неполярен диелектрик с повишаване на температурата поради намаляване плътността на веществото (Фигура 4).

В случай на полярни промени диелектрична проницаемост стойност значително с увеличаване на температурата. Фигура 5 илюстрира тази връзка. В твърди полярни диелектрици може всички видове поляризация и те се характеризират със същите правила като за течните полярни диелектрици. Методът се състои от дипол поляризация в деформационни зони или индивидуалната ориентация на полярни групи на молекулите. При ниски температури, вискозитетът на полярен диелектрик и големи полярни молекули не могат да бъдат ориентирани по посока на полето (на фигура 5 това съответства на част А, В). Тук имаме само електронни поляризация и диелектрична намалява. С повишаване на температурата, намалява вискозитета и полярни молекули могат да прилагат въртене от силата на електричното поле. На парцела е процес BV дипол поляризация и д се увеличава.

По-нататъшно повишаване на температурата на топлинната енергия на полярните молекули увеличава и тяхното въртене вече е трудно. В резултат на това диелектрична константа намалява. Намаляването на диелектрична константа д областта vgvyzvano misorientation полярни молекули чрез термично движение

Фигура 5 - Зависимостта на диелектричната константа на полярния

диелектрик (нитробензен) спрямо температура е = 50 Hz

Твърди кристални диелектрици с близо опаковка от частиците имат йонна и електронно поляризация. С повишаване на температурата, диелектрична константа йонни кристали увеличава. Фигура В показва тази връзка. Това се дължи на факта, че с повишаване на температурата се повишава interionic разстояние, което води до отслабване на свързващите сили между йоните и да се увеличи тяхното преместване в електрическо поле.

Фигура 6 - зависимостта на диелектрична константа на температура в продължение на йонната структурата на диелектрици на е = 50 Hz

1 - алкален без стъкло, 2 - редовен стъкло