Диелектрична поставени във външно електрическо поле е поляризирана под влиянието на тази област. Диелектрична поляризация е процес на придобиване на дълготрайни нула видим с просто око диполен момент.
Степента на поляризация на диелектрика се характеризира с количество вектор, наречен поляризация или вектор поляризация (Р). Поляризацията се определя като електрически момента на единица обем от диелектричен
,
където N - брой молекули в обема. Често наричан поляризация P поляризация, което означава по този количествен измерител на процеса.
Следните видове диелектрици поляризация имейл, ориентацията и решетката (за йонни кристали).
Е-тип поляризация характеристика на диелектрици с неполярни молекули. В външно електрическо поле (Фиг. 2.1) на положителния заряд в молекулата са прехвърлени към терена и отрицателен в обратна посока, при което молекулите придобиват момент дипол насочена по външното поле
Индуцираната диполен момент на молекулата е пропорционална на интензитета на външната електрическото поле. където - на поляризуемост на молекулата. Стойността на поляризацията в този случай е. където п - молекулярна концентрация; - индуцираната диполен момент на молекулата, която е идентична за всички молекули и посоката на която съвпада с посоката на външното поле.
Orientatsionnny тип поляризация характерни за полярни диелектрици. При липса на външно електрическо поле на молекулни диполи са ориентирани на случаен принцип, така че микроскопичен електрически диполен момент на диелектрика е нула.
Ако като изолатор поставя във външен електрическо поле, дипол в молекулата ще действа момент сили (фиг. 2.2), с тенденция да ориентира своята диполен момент по посока на интензивността на полето. Въпреки това, пълна ориентация не се случва, тъй като топлинната движение се стреми да унищожи ефекта от външното електрическо поле.
Това поляризация се нарича ориентация. Поляризация в този случай е. където
- средната стойност на компонента диполен момент по посока на външното поле.
поляризация характеристика тип грил на йонни кристали. В йонни кристали (NaCl, и т.н.) в отсъствието на външното поле на диполен момент на всяка единична клетка е равна на нула (фиг. 2.3.а) под въздействието на външно електрическо поле положителни и отрицателни йони се изместват в противоположни посоки (фиг. 2.3.b) , Всяка клетка на кристала става дипол, кристалът е поляризирана. Тази поляризация се нарича решетка. Поляризация в този случай може да се определи като. при което - стойността на диполен момент на единична клетка, п - брой на клетки на единица обем.
Изотропно диелектрик поляризация от всякакъв вид, свързан с коефициента на интензивност област. където - диелектрична константа на диелектрика.
От опит се знае, че за голям клас диелектрици (ferroelectrics освен види. По-долу) поляризация P зависи от силата на полето Е е линейна. Ако изотропно диелектрик и Е в брой не е твърде голям, а след това
където # 952; - диелектрична константа на веществото. то се характеризира диелектрични свойства; # 952; - безразмерна; освен това, винаги 952 #> 0, и за по-голямата част от диелектрици (твърди и течни) е няколко единици (но, например, алкохол # 952; ≈25, вода # 952; ≈80).
За определяне на количествени модели на електрическото поле в диелектричната публикувани в единна външно електрическо поле Е0 (например, между две противоположно заредени безкрайни успоредни равнини) на хомогенна диелектрична плоча, тя позициониране, както е показано на фиг. 1. Под въздействието на поле диелектрик е поляризирана, т.е. изместване извършва такси: положителна промяна на посоката на полето, отрицателни - срещу посоката на полето ... В резултат, от дясната страна на диелектрика, която е обърната към отрицателен равнина е излишък от положителен заряд от теглото на повърхността на 963 + #; ', от лявата страна - с плътност отрицателен заряд повърхност - # 963; ". Тези некомпенсирани заряди, които се появяват в резултат на диелектрична поляризация, твърдят, че са свързани. Поради тяхната повърхност плътност # 963; " по-ниска плътност # 963; безплатни такси самолети, не всички поле Е се компенсират полеви диелектрични такси: някои от линиите на напрежение премине през изолатора, от друга страна - спирки на свързаните с тях разходи. Следователно, диелектричен поляризация причинява намаляване на поле в него спрямо първоначалната външното поле. Дали диелектрик E = E0.
Фиг.1
Следователно, наличието на свързани такси води до допълнително електрическо поле Е "(поле, което се създава свързаните разходи), насочено срещу външното поле Е0 (поле, което се създава свободни такси) и намалява. Получената областта вътре диелектрик
Полето Е '= # 963;' / # 949; 0 (поле, генерирано от две безкрайни равнини заредени), след това
(3)
Ние намираме на повърхността плътността на свързаните такси # 963; ". Според (1), общата диполен момент на PV диелектричната плоча = PV = PSD, където г - дебелината на плоча, S - площ на неговите страни. От друга страна, общата диполен момент равен на продукта от всяка страна на свързания заряд Q '= # 963;' S разстояние помежду г, т.е. PV = .. # 963; "Sd. Така че, PSD = # 963; "Sd, или
(4)
т. е. плътност на повърхността свързаните такси # 963; " е поляризация R. Заместването уравнение (3), изразите (4) и (2), получаваме
където получената напрегнатостта на полето в диелектрик е
(5)
безразмерни количество
(6)
Тя се нарича диелектрична константа на средата. Сравнявайки (5) и (6), можем да заключим, че # 949; Това показва колко пъти на полето е отслабена диелектрик и диелектрична имот характеризира количествено поляризирана в електрическо поле.
Свързани статии