35, Поляризація діелектриків. Методи перевірки і контролю параметрів.

Всі діелектрики поділяються на природні і штучні, органічні неорганічні, газоподібні, рідкі, тверді, аморфні, монокристалічних, полікристалічні, Галузь застосування діелектричних матеріалів розширюється, оскільки вони можуть виконувати роль не тільки ізоляторів, але і перетворювачів механічних дій в електричний сигнал, запам'ятовуючих елементів, термочутливих датчиків.

Однією із основних характеристик є здатність поляризуватися в електричному полі. Вони володіють такими параметрами, як питомий опір, діелектрична проникність, коефіцієнт діелектричних втрат | електрична міцність.

Процес поляризації представляє собою зміщення і впорядкування зв'язаних електричних зарядів в діелектрику під дією зовнішнього електричного поля. Дипольний електричний момент атома /л ™ #7 (де ц • заряд частинки, / - віддаль між зарядами),за рахунок швидкого руху електрона навколо своєї осі центри знаходяться в центрі системи при відсутності покладеного поля . Діалектрики, в яких власний дипольний момент рівний нулю, називається неполярними . Це такі одноатомні

Аг, Кг і двоатомні Н2, N2. Сl 2 гази. Якщо атом помістити в електричне полі з напруженістю Е, електрон починає зміщатися в сторону позитивного

електроду.Центр від'ємного заряду змінює своє положення, і Е § І- система перетворюється в диполь з наведеним * електричним моментом т = аЕ,

де Е - напруженість електричного поля, а - коефіцієнт пропорційності, ступінь поляризації.

У Електрична поляризація проходить швидко, приблизно за с і відноситься до пружного виду, що не супроводжується розсіюванням енергії, нею володіють практично всі діелектрики.

40. Діелектричні втрати в полярних і неполярних діелектриках. Кут діелектричних втрат. Полярні діелектрики - це ті, які мають молекулярну будову, коли центри позитивного і від'ємного заряду не співпадають (іони молекул). При відсутності зовнішнього електричного поля кожна молекула володіє власним електричним дипольним моментом. Якщо такий діелектрик помістити в електростатичне поле Е_зовн. то дипольні молекули будуть мати орієнтовне положення і ^{створюватимуть власне поле діелектрика}

Е_вн, напруженість якого направлена назустріч напруженості зовнішнього

поля. Якщо визначати сумарну напруженість поля, то вона буде зменшена. Цей вид поляризації називається дипольно-релаксаційною із малою поляризацією. Пересування частинок здійснюється за час ) с Час встановлення поляризації (час релаксації) визначається зменшенням поляризації діелектрика в є разів при знятті електричного поля. Величина, яка характеризує ступінь ослаблення напруженості І зовнішнього поля внутрішнім полем діелектрика, називається діелектричною проникністю:

Неполярним діелектрикам притаманна тільки пружна поляризація, полярним - пружна і релаксаційна. Для полярних діелектриків є залежить від температури, частоти прикладеної напруги і вологості.

36. Діелектрична проникність діелектриків. Залежність діелектричної проникності від частоти прикладеного поля від температури.

В змінному електричному полі при підвищенні частоти діелектрична проникність в полярних діелектриках не змінюється до певної частоти що викликається зменшенням

релаксаційної поляризації (рис. 1.16). Пр низькій| частоті диполі встигають за зміною електричного поля і діелектрична провідність висока, яка при підвищенні частоти ^{зменшується.}

^{17. Залежність діелектричної проникності від температури}

Графічна залежність діелектричної проникності полярних

діелектриків від температури зображена на рис 1.17. Тут вибіляються три області, кожна з яких характеризує властивості матеріалу:

1. область - висока в'язкість матеріалу при низькій температурі;

1. область - середня в'язкість матеріалу;

ІІІ область - низька в язкість, розм'якшення матеріалу, збільшення хаотичного теплового руху частинок.

^{В І області з ростом температури збільшується рух молекул}

діелектрика , полегшується процес поляризації і зростає діелектрична проникність до певної межі; коли хаотичний рух збільшується, то вона ^{починає падати.}

Для неполярних діелектриків з ростом температури вплив на зміну діелектричної проникності впливають такі процеси: зменшення числа частин діелектрика в одиниці об'єму за рахунок теплового розширення; зменшення сили зв'язку між частинками за рахунок збільшення теплової енергії. Тому зміна діелектричної проникності залежить від балансу І процесів. Забезпечення врівноваженості цих процесів веде до постійний

діелектричної проникності.

Залежність є від температури можна вирахувати через температурний коефіцієнт діелектричної проникності ТК_е:

При розробці електронної апаратури виникає потреба комбінувати зміною величини є, використовуючи поєднання різних діелектричних матеріалів. Для всіх діелектриків з підвищенням вологості збільшується діелектрична проникність. Особлива чутливість існує в пориста діелектриках.