42. Електричне поле в діелектриках. Типи діелектриків. Поляризація діелектрика. Діелектричні матеріали

Діелектрик – це речовина, що не має вільних зарядів. Під дією зовнішнього електричного поля діелектрик поляризується (додатній заряд зміщується в напрямку поля, а від’ємний навпаки). Види поляризації: 1) Електронна.2) Іонна. 3) Поляризація полярних діелектриків: Орієнтаційна поляризація: Процес поляризації з часом відбувається по експоненті: N – кількість поляризованих молекул- час релаксації діелектрика (до 0.63N) 4) Спонтанна поляризація (в сегнетоелектриках) – ми маємо одиницю поляризованого об’єму, навіть при відсутності зовнішнього поля (Це теж полярний діелектрик) Розглянемо полярну молекулу:- одиничний вектор по напрямку d. Кожна з таких молекул має дипольний момент : - вона характеризує будь-який вид полярізації. Вектор поляризації речовини:

Розглянемо, як діє електростатичне поле в діелектрику: Вносимо в середину об’єму V, обмеженого сферичною поверхнею S, заряд q. Під дією зовнішнього поля діелектрик поляризується: Знаходимо заряд, що перейшов через поверхню S: Q’ – це заряд, розміщений в шарі товщиною d. - вектор електричного зміщення (електростатичної індукції). Тоді теорема Гауса для заряду в діелектрику буде мати вигляд: По теоремі Остроградського-Гауса: теорема Гауса в диф. формі. густина вільних зарядів. Вектор полярізації діелектрика - це є фукція електричного поля : Ця функція невизначена і залежить від історії процесу (тобто її потрібно дослідити до якогось певного часу t). Можемо ввести класифікацію діелектриків: 1) Однорідні і неоднорідні діелектрики Середовище називається однорідним, якщо його параметри не залежать від координат (тобто в кожній точці в середині ми маємо одну і ту ж функціональну залежність). Середовище називається неоднорідним, якщо його параметри (функціональна залежність SP=f(E) залежать від координат. 2) Лінійні діелектрики – це лінійне середовище, параметри якого не залежать від величини поля. Нелінійні діелектрики – це нелінійне середовище, параметри якого залежать від величини поля. 2)  Активні-які беруть активну участь в роботі схеми(їх параметри можна регулювати), пасивні - які використовуються в якості електроізоляційних матеріалів. Діелектрики — це матеріали, в яких заряди не можуть пересуватися з однієї частини тіла в іншу (зв'язані заряди). Зв'язаними зарядами є заряди, що входять в склад атомів або молекул діелектрика, заряди іонів, в кристалах з іонною ґраткою. На практиці абсолютних діелектриків немає. Розглядання певного тіла як діелектрика залежить від постановки експерименту — якщо заряд, що пройшов через певне тіло малий у порівнянні з зарядами, що пройшли через інше тіло в даному експерименті, то перше тіло можна вважати діелектриком. Напруженість електричного поля в діелектрику є меншою ніж напруженість такого ж поля у вакуумі. Співвідношення— визначає діелектричну проникність . Тут Е — напруженість поля, яка створювалася б за одинакових умов у вакуумі, Е0 — напруженість у діелектрику. Очевидно, що у вакуумі .]Класифікація За агрегатним станом діелектрики поділяють на газоподібні (більшість газів); рідкі (гліцерин, олія, хімічно чиста вода); тверді (пластмаси, скло, полімерні смоли). Основні електричні характеристики: Питомий електричний опір, Діелектрична проникність, Тангенс кута діелектричних втрат, Напруженість електричного поля за якої відбувається пробій. [ред.]Див. також Провідник Напівпровідник Надпровідник Напівметал спінтроніка)п • о • рДіелектрики Основні характеристики електроізоляційних матеріалів Діелектрична проникність · Напруженість електричного поля · Питомий опір · Тангенс кута діелектричних втрат Рідкі д