§ 1.2 Классификация диэлектриков

Диэлектрики бывают двух видов: неполярные и полярные.

Неполярный диэлектрик - диэлектрик, у молекул которого, вследствие их симметрии, центры положительных и отрицательных зарядов совпадают. Молекулы неполярного диэлектрика по своим электрическим свойствам подобны диполю, у которого электрический дипольный момент равен нулю. Пример неполярных диэлектриков H2, O2, Cl4.

В молекулах неполярных диэлектриков в отсутствие электрического поля центры масс положительного и отрицательного зарядов совпадают. Атомы и молекулы неполярных диэлектриков в нормальном состоянии не имеют электрических полюсов. Неполярный диэлектрик, помещённый во внешнее электрическое поле, поляризуется, с возникновением индуцированного (наведённого) дипольного электрического момента.

Существует класс неполярных диэлектриков - пьезоэлектрики, т.е. кристаллы на поверхности которых при деформации возникает не скомпенсированный заряд. Пьезоэлектриками могут быть только ионные кристаллы. В них положительные ионы образуют свою кристаллическую решётку, а отрицательные - свою. В нормальных условиях решётки совпадают, при любом механическом воздействии решётки сдвигаются относительно друг друга, вследствие чего на поверхности кристалла возникает разность потенциалов. Необходимо отметить, что существует и обратный эффект пьезоэлектричеству - электрострикция (преобразование электрических колебаний в механические деформации кристалла).

Полярный диэлектрик - диэлектрик, у молекул которого центры положительных и отрицательных зарядов смещены относительно друг друга. Молекулы полярного диэлектрика по своим электрическим свойствам подобны жесткому диполю с постоянным собственным дипольным моментом, = const. Пример полярных диэлектриков HCL, H2O, NH3.

диэлектрический титанат барий сегнетоэлектрический

У полярных диэлектриков молекулы в отсутствие электрического поля представляют собой диполи, но тепловое движение ориентирует их хаотичным образом.

К полярным диэлектрикам относятся электреты - диэлектрики, длительное время сохраняющие в объеме или на поверхности электрические заряды и тем самым создающие в окружающем пространстве электрическое поле. Такое свойство полярных диэлектриков проявляется, если помимо сильного электрического поля, к диэлектрику применяют какое - либо сильное активизирующее воздействие, ускоряющее процесс поляризации. В зависимости от вида воздействия различают термо-, фото-, магнит- электреты.

Существует еще одна разновидность полярных диэлектриков, представляющих интерес, это - пироэлектрики. Пироэлектрический эффект заключается в появлении электрических зарядов на поверхности диэлектрика при изменении его температуры. Такое превращение возможно, если диэлектрик был поляризован в отсутствии внешнего электрического поля. Повышение (понижение) температуры изменяет ориентацию полярных молекул и расстояние между атомами. Это и приводит к изменению спонтанной поляризованности. В результате чего, на поверхности диэлектрика возникают не скомпенсированные заряды.

Особый интерес представляют сегнетоэлектрики.