Поляризация диалектриков.

Различают диалектрики с полярными и неполярными молекулами.Многие диалектрики использ. В электротехники им.полярные молекулы.Молекула диалектрика в целом электрически нейтральна т.е.положительные и отрицательные заряды равны, но расположены осиметрично, поэтому полярная молекулу можно представить в виде диполя.

Диполе-совокупность 2 частиц с электрическими разноименными зарядами наход.на очень малом растоянии одна от другой по сравнению с растоянием от них до точек наблюдения.Эл.диполь хар.вектором-эл моментом (Р).равным произведению величины заряда точечных тел на растояние междк ними и направленным от отрицательно заряда к положительному.Р=Q*a

Если внешнее Эл.поле отсуствует молекулы ориентированы произвольно.Если поместить диэлектрик во внеш.эл.поле. то под действием Эл.диполи стремятся повернуться так,чтобы действующий на них Эл.момент был равен 0,и соноправлен с напряженностью Эл.поля.В неполярных молекулах под действием внеш.эл.поля разноименные заряды смещаются вдоль направления поля.В результате чего они приобретают св-во диполей,а само яв.наз.поляризацией диэлектрика - ориентация полярных молекул, вдоль линий электрической напряженности.

Поляризованность(степень поляризации)

При исчезновении внеш.эл.поля.у многих диэлектриков исчезает и внут.поле,однако у сегнето диалектриков остаточная поляризация сохраняется и в кол-ом отношении.хар. вектором поляризованности, величина кот. Для однородного диалектрика представляет собой отношение суммы векторов эл.моментов, молекул, заключенных в некотором объеме диэлектрика к этому объему.

Р=ΣР/V

Поляризованность зависит от напряжения внеш.эл.поля,и от электрических св-в диэлектриков.

Диэлектрическая проницаемость (абсалютная и относительная)

е_о-диалектрическая проницаемость вакуума(электрическая постоянная).

е_о=8.85*10^-12Ф/м

е_r-относительная диэлектрическая проноцаемость.Показывает во сколько раз эл. поле в диэлектрике слабее,чем эл. поле в вакууме(воздухе) при прочих условия.

е_r=е_а/ е_о

е_а- абсолютная диэлектрическая проницаемость. Характеризует диэлектрические св-ва

диэлектрика. е_а=D/Е Ф/м D-модуль эл смещения. Е-наряженность.

Эл.смещение.

При расчете эл.полей в диэлектриках с различными диэлектрическими проницаемостями пользуются понятием вектора эл.смещения,кот. Яв.характеристикой эл.поля.,независит от св-в среды и опред.только зарядом свободных частиц,что значительно облегчает расчет эл.полей. D=E* е_а

Эл пробой и эл прочность диэлектрика.

При увеличении внеш. эл.поля увеличивается и поляризованность диэлектрика,но остается постоянной е_r.Эл.пробой-процесс,когда при некотором значении напряжнности эл.поля. резко изм.диэлектрическме св-ва в-ва.

Напряженность пробоя-минимальное значение напряженности.при кот. Наступает пробой диэлектрика.Хар.эл.прочность диэлектрика,т.е. его способность выдерживать напряжение на единицу длины.

Запас эл.прочности диэлектрика опред. как напряженность пробоя к номинальным условиям.ƙ_пр.=Епр./Еном.

Изменение напряженности эл.поля на границах 2 сред.

Напряженность поля больше в диэлектрике с меньшей диэлектрической проницаемостью

Скачкообразное изменение Е поля на границе раздела 2-ух диэлектриков им.разные диэлектрические проницаемости опред.тем,что в разной поляризованности диэлект.на границе раздела обр.избыточный связанный заряд плотностью ɓв=р2-р1 это приводит к усилению поля в одном диэлектрике и ослабляет в другом.

Во многих электро-тех. Ус-вах тока ведущие элементы изолируются друг от друга слоями из несколько диэлектриков с разными е_r из-за чего на границе раздела диэлектрика изм. Вектор напряженность эл.поля.

Если между 2 заряженными пластинами.есть 2 слой диэлектрика с е_r1и е_r2,а плоскость их раздела параллельна,то эти заряж.пластины созд.эл.поле с линиями напряженности перпенд. Пластинам.

Таким образом Е1/Е2= е_r1/ е_r2,

Использ.диэлектриков с различ. е_r позволяет одновременно обеспечивать различные требования:эл.изоляция,механическую прочность конструкции, охлаждение нагревательных элементов.