Основните видове поляризация - studopediya

Има два механизма на поляризация: поляризацията на моментния, тя е еластична, без загуба на енергия, т.е. без отделяне на топлина през 10 -15 - 10 -13 секунди; поляризация не се прави веднага, а увеличаване и намаляване бавно и се придружава от загуба на енергия в диелектрик, т.е. от отопление. Този тип поляризация се нарича релаксация (времето от 10 до 10 -8 2 а).

В еквивалент верига кондензатор диелектрици определят определен капацитет С. ако няма разсейване на енергия в тях (Фигура 8 А). Ако има разсейване на енергия, в еквивалентна верига се добавя към активното съпротивление R. еквивалентен диелектрик отопление (Фигура 8, б).

Фиг. Схема 8. диелектрик заместване: а) без загуби; б) загуби

За миг включват електрон и йон поляризация. Електронни Поляризация (Сб. Qe) представлява еластичен обем и деформацията на електронен слой атоми и йони спрямо сърцевината под въздействието на външно електрическо поле (Фигура 9).

Фигура 9. Електронен поляризация на диелектрик. Позицията на орбитите

електрони в отсъствието (а) и (б) електрически

При липса на електрическо поле, център на положителен заряд и отрицателен заряд ядро ​​център съвпадат. Един атом е неутрален. Под влияние на външна електрическа polyaorbity, в която се движат отрицателни електрони, те се преместват към положителния електрод. Центрове на положителните и отрицателните заряди, не съвпадат. Неутрален атом се превръща в дипол (т.нар еластичен дипол). Има такова поляризация във всички видове изолатори и не е свързана със загуба на енергия, както и диелектрична константа на веществото е числено равна на квадрата на индексът на пречупване п 2.

Йонийски поляризация (Ci. Q и) характеристика на твърди вещества с йон структура и задвижва от преместването (вибрации) еластично свързани йони в кристалната решетка (Фигура 10). С повишаване на температурата, отместването се амплифицира в резултат на отслабване на еластични сили между йоните. Това се дължи на повишената разстоянието между йоните поради топлинно разширение.

Време е да се установи йонна поляризация е по-голяма, отколкото е, но също така е много малък и е от порядъка на 10 -13 секунди.

Фигура 10. Механизмът на йонен поляризация

Всички други видове поляризация са релаксация.

Дипол-релаксация поляризация (CDR. Rdr. QDR) се различава от електронни и йонен, така че тя е свързана с енергийните загуби по време на поляризация, т.е. диелектрик отопление. Този тип на поляризация се наблюдава в полярни диелектрици. В такива вещества са молекули или радикали диполи дори в отсъствието на електрическо поле (Фиг.11).

Фигура 11. Механизмът на дипол поляризация релаксация (ориентация на диполи в посока на електрическото поле: а) област отсъства; б) в присъствието на полето).

При липса на електрическо поле, те са в хаотично топлинно движение, техните диполни моменти, сочещи в различни посоки, и в резултат на електрически дипол момента на всички от тях е нула. На електрическото поле диполи якост въртят, се направлява по линиите на електричното поле, т.е. положителния полюс към отрицателния електрод.

Освен ориентация диполи все още се простираха от електрическо поле, а големината на диполен момент се увеличава. Завъртането на диполи по посока на електричното поле изисква преодоляване на известна съпротива, мощността, разсейвана като топлина (RDR). Времето на релаксация е около 10 -8 - 10 -6 S - е интервала от време, през който редът на диполи ориентирани електрическо поле в областта е намалена поради присъствието на термични движения в 2.7 сгъвката на първоначалната си стойност.

Йон-релаксация поляризация (Cir. RIR. Qir), наблюдавана в диелектрици йонна структура с насипно опаковане на йон (например, неорганична стъкло). Слабо свързан материал йони под въздействието на външно електрическо поле между случаен термична предложение ограничено измества в посока на електрическото поле. Поляризацията се подобрява значително с повишаване на температурата се дължи на отслабването на отделното лице на сили

йонни взаимодействия. След отстраняване на ориентацията на електрическо поле йони отслабва експоненциално. Времето за релаксация настъпва в рамките на 10 -6 - 10 -4 секунди с разсейване на енергия.

Електрон - релаксация поляризация (.. Cer RER Qer) възниква поради термичните енергии на възбудени излишък дефектни електрони или "дупки" по време на 10 -8 - 10 -6 S. Тя е типична за диелектрици с висок индекс на рефракция, голям вътрешен поле и електронно проводимост: титанов диоксид с примеси, серия от съединения на базата на оксиди на метали с променлива валентност - титан, ниобий, бисмут.

Миграцията поляризация (Вж. RM. Qm) се провежда в твърди диелектрици нехомогенна структура с макроскопични нехомогенности или примеси присъстват време от порядъка на 10 2. Тази поляризация се проявява при ниски честоти и е свързано със значителен разход на енергия. Причините за такива поляризация са електропроводими и полупроводящия включени в техническите, комплексни диелектрици, наличието на слоеве с различни проводимости и т.н.

При извършване на разнородни материали в електрическото поле, свободни електрони и йони на проводящи и полупроводящия включванията се движат в рамките на всеки комутатор, образуващи големи поляризиращи региони (Фигура 12). В слоести материали на интерфейсите на слоевете в слоеве почти електрода е натрупване на такси бавно движещи йони - това е ефектът на структурния слой или високо напрежение поляризация.

Фигура 12. Миграция механизъм на поляризация

Спонтанно (спонтанно) поляризация (CSP. Rsp. Qsp) е вид на поляризация се среща в диелектрици, имащи структурата на домен. Домейните се наричат ​​дискретни региони, които имат електрически момент при липса на външно поле. Въпреки това, ориентацията на електрически моменти в различни домейни са различни. Прилагане на външното поле допринася за преференциално ориентацията на електрически домени момент по посока на полето, което дава много силен ефект поляризация (фиг. 13).

За разлика от други видове поляризация на предварително определена стойност на външната напрегнатостта на полето се насища и допълнително усилване на полето вече не води до увеличаване на интензивността на поляризация.

Фиг. 13. Механизмът на спонтанно поляризация

Резонансен поляризация (Crez. Rrez. Qrez), показана в диелектрици под въздействието на висока честота електрическо поле (F = 10 юни Hz), когато естествената честота на трептене на електрони или йони съвпада с честотата на външното поле. Резонанс явления увеличаване на амплитудата на вибрациите (изместване вектор), свързани заредените частици в материала.

Технически диелектрици имат, като правило, никой,

и в същото време на няколко вида поляризация. Sledovatel-

но, с капацитет на диелектрика на кондензатора се определя от сумата на различните видове поляризация.

Фигура 14. Еквивалентната схема на заместване диелектрик с различни механизми поляризация

Фигура 14 показва еквивалентна схема на заместване диелектрик, в която има всички видове поляризация.

Всички контейнери еквивалентна схема шунтирани резистор Riso. представляващо съпротивлението на изолацията на проходния ток през диелектрик.

Обратно към съдържанието