3. Классификация диэлектриков по виду поляризации

Все диэлектрики по виду подразделяются на несколько групп.

1 группа	2 группа	3 группа		4 группа
неполярные и слабополярные твердые вещества в кристаллическом и аморфном состоянии	полярные (дипольные) органические, полужидкие и твердые вещества	Твердые неорганические диэлектрики		Сегнетоэлектрики
		кристаллические вещества с плотной упаковкой ионов	неорганические стекла, материалы, содержащие стекловидную фазу, кристаллические диэлектрики с неплотной упаковкой ионов
Э	Э, ДР	Э, И	Э,И, ЭР, ИР	С, Э, И, ЭР, ИР
парафин, сера, неполярные и слабополярные жидкости и газы	масляно-канифольные компаунды, эпоксидные смолы, целлюлоза	кварц, слюда, каменная соль	фарфор, миканит	сегнетова соль титан бария

4. Зависимость диэлектрической проницаемости от различных факторов

Согласно ранее рассмотренной формулы для поляризуемости диэлектрика, диэлектрическая проницаемость зависит от концентрации молекул n диэлектрика и поляризуемостикаждой молекулы. В свою очередь n изависят от природы диэлектрика и его температуры, аеще и от частоты приложенного напряжения.

Газообразные диэлектрики

Имея низкую молекулярную плотность (малую величину n), большинство газообразных диэлектриков обладает только электронной поляризацией. Поэтому, у газов, образующих воздух, и у самого воздуха диэлектрическая проницаемость является величиной, примерно равной единице (), и не ни зависит от температуры, ни от частоты приложенного напряжения во всем диапазоне частот, включая оптические, так как от температуры и частоты не зависит электронная поляризуемость.

Воздух как естественная изоляция присутствует во всех электроустановках. Диэлектрическая проницаемость воздуха при нормальных условиях равна 1,00059. С увеличением относительной влажности воздуха диэлектрическая проницаемость возрастает: если при 20^оС и, то при 20^оС и.

Диэлектрическая проницаемость жидких диэлектрикjd

Жидкие диэлектрики могут быть построены из полярных молекул или неполярных.

1. Неполярные жидкости

Значение диэлектрической проницаемости неполярных жидкостей невелики и близки к показателю преломления света.

Зависимость диэлектрической проницаемости неполярной жидкости от температуры связана с уменьшением числа молекул в единице объема, поскольку веществауменьшается с повышением температурыв связи степловым расширением диэлектрикаи уменьшением числа частиц в единицу объема. В области температур плавленияскачкообразно снижается.

Значения n и от частоты напряжения не зависят, поэтому и диэлектрическая проницаемостьнеполярных диэлектриков не зависит от частоты во всем диапазоне, включая оптические частоты.

Значение неполярных жидкостей обычно не превышает 2,5.

Диэлектрическая проницаемость для неполярных и слабополярных жидкостей

Жидкость	n
Бензол	1,5	2,25	2,218
Толуол	1,5	2,25	2,294
Четыреххлористый углерод	1,4	2,135	2,163

2. Полярные жидкости

Поляризация жидкостей, содержащих дипольные молекулы, определяется одновременно электронной и дипольной поляризацями. Такие жидкости обладают тем большей диэлектрической проницаемостью, чем больше электрический момент диполей и число молекул в единице объема.

Температурная зависимость диэлектрической проницаемости полярных жидкостей более сложная, чем неполярных. Объяснение хода кривых легко дать на основе рассмотрения механизма дипольной поляризации:

Рисунок 1.3. Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры для полярной жидкости – совола 1 - 2 -3 -

с повышением температуры в результате ослабления межмолекулярных связей увеличивается ориентация диполей в направлении электрического поля, поэтому дипольно-релаксационная поляризуемость возрастает, однако с повышением температуры возрастает и интенсивность хаотического теплового движения диполей, и выше некоторой температуры Т_Мдезориентирующее действие теплового движения начинает преобладать над ориентирующим действием электрического поля.

Значительное влияние на дипольной жидкости оказывает частота. На высоких частотах диполи не успевают ориентироваться вслед за изменением направления электрического поля, поэтому ДРП на частотах 10⁶-10¹⁰Гц и выше практически не происходит, и остается только электронная поляризация. Диэлектрическая проницаемость на этих частотах снижается и становится примерно такой же, как у неполярных диэлектриков (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4. Зависимость диэлектрической проницаемости от частоты

Диэлектрическая проницаемость полярных жидкостей, использующихся в качестве технических диэлектриков, изменяется в пределах 3,5 – 5, т.е. заметно повышена по сравнению с неполярных жидкостей.