Поляризация диэлектриков

ПОЛЯРИЗОВАННОСТЬ P

∑p=P=0

∑p=P≠0

Для линейных (не активных) диэлектриков:
P = ε0χE, [Кл/м2]
χ –

ε показывает во сколько раз ёмкость С конденсатора, между обкладками которого

ПО СПОСОБНОСТИ К ПОЛЯРИЗАЦИИ ДИЭЛЕКТРИКИ ПОДРАЗДЕЛЯЮТСЯ:

1. ПОЛЯРНЫЕ
2. НЕПОЛЯРНЫЕ

Различают 2 ВИДА поляризации:

ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

l

Наблюдается во всех диэлектриках. τ ~ 10–15 с.
Не зависит

ИОННАЯ УПРУГАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

Характерна для ионных кристаллов с плотной упаковкой ионов (NaCl,

ИОННО-РЕЛАКСАЦИОННАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

Наблюдается в ионных диэлектриках аморфного строения (стекла, керамика и т.д.),

ДИПОЛЬНО-РЕЛАКСАЦИОННАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

В большинстве случаев τ ~ 10−6–10−10с.

При снятии приложенного Е ориентация дипольных моментов р нарушается хаотическим тепловым

МИГРАЦИОННАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ (междуслойная, структурная)

Перераспределение зарядов в слоистых диэлектриках (а) и диэлектриках

Спонтанная поляризация

Возникает без внешних воздействий в активных диэлектриках в виде доменов.

По видам поляризационных процессов диэлектрики можно разделить на:
1. Нейтральные и слабополярные,

3. Ионные кристаллы с плотной упаковкой,
электронная и ионная (упругая) поляризация
кварц,

Зависимость ε от температуры для неполярных диэлектриков :

электронная поляризация

ионная поляризация

ТКε>0
так

Зависимость ε от температуры для полярных диэлектриков (дипольно-релаксационная поляризация)

При увеличении частоты, max

Зависимость ε от частоты приложенного переменного электрического поля

Диэлектрическая проницаемость композиционных диэлектриков

Для параллельного соединения:
С=С1+С2=ε0ε1S1/h + ε0ε2S2/h
С=ε0ε*(S1+S2)/h
ε*=y1ε1+ y2ε2
y1=S1/(S1+S2); у2=S2/(S1+S2)

Для последовательного соединения:
1/С=1/C1+1/C2
С1=ε0ε1S/h1; C2=ε0ε2S/h2
C=ε0ε*S/(h1 + h2), обозначив
y1 = h1/(h1 + h2),

Для статистических смесей
выполняется неравенство Винера:
[∑(yi/εi)] −1 ≤ ε* ≤ ∑