Диэлектрическая проницаемость твердых диэлектриков

Диэлектрическая проницаемость твердых тел зависит от структурных особенностей твердого диэлектрика. В твердых телах возможны все виды поляризации.

1. Твердые неполярные диэлектрики

Для твердых неполярных диэлектриков характерны те же закономерности, что и для неполярных жидкостей и газов. Это подтверждается данными таблицы, приведенных на слайде и зависимостью (t).

Материал	n
Парафин	1,43	2,06	1,9-2,2
Полистирол	1,55	2,4	2,4-2,6
Сера	1,92	3,69	3,6-4,0
Алмаз	2,4	5,76	5,6-5,8

При переходе парафина из твердого состояния в жидкое (температура плавления около 50^оС) происходит резкое уменьшение диэлектрической проницаемости вследствие понижения плотности вещества.

2. Твердые диэлектрики ионной структуры с плотной упаковкой частиц.

Обладают электронной и ионной поляризациями и имеют диэлектрическую проницаемость, изменяющуюся в широких пределах. При нагревании диэлектрическая проницаемость обычно возрастает, ввиду того, что ионная поляризуемость с повышением температуры линейно возрастает из-за ослабления упругой связи между ионами и, как следствие, увеличение их зарядов. Чем слабее связь между ионами и чем выше их заряд (валентность), тем больше , где- коэффициент упругой связи между ионами.

3. Твердые диэлектрики ионной структуры с неплотной упаковкой частиц.

Диэлектрическая проницаемость таких диэлектриков (например, электротехнического фарфора, неорганического стекла, асбеста) зависит от температуры и частоты напряжения вследствие проявления ионной и, главным образом, ионно-релаксационной поляризации (рис. 2.14 б). Величина изменяется в пределах от 4 до 20 и выше, т.е. мало отличается от диэлектриков с плотной упаковкой решетки. Увеличение диэлектрической проницаемости при нагревании происходит преимущественно за счет роста концентрации ионов, принимающих участие в ИРП. Зависимость диэлектрической проницаемости от частоты напряжения примерно такая же, как у полярных диэлектриков. При низких частотах в формированиипринимают участие три вида поляризации: электронная, ионная, ИРП. При высоких частотах (10⁶-10¹⁰Гц и выше) из-за малого времени полупериода напряжениястановится исчезающее малой, поэтому величинуопределяют только поляризуемостии. С увеличением размера иона и его валентности наибольшая частота напряжения, при которой проявляетсяпонижается.

Насколько различны значения ионных кристаллических диэлектриков, видно из таблицы 1.6.

Кристалл
Каменная соль	6
Корунд	10
Рутил	110
Титанат кальция	150