Описание и свойства диэлектриков

Диэлектрик – это материал или вещество, которое практически не пропускает электрический ток. Такая проводимость получается вследствие небольшого количества электронов и ионов.

Данные частицы образуются в непроводящем электрический ток материале только при достижении высоких температурных свойств.

Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 108 см−3. С точки зрения электродинамики диэлектрик – среда с малым значением тангенса угла диэлектрических потерь 1, в такой среде сила тока проводимости много меньше силы тока смещения.

Свойства диэлектриков

Электрические свойства диэлектриков определяются их способностью к поляризации во внешнем электрическом поле.

Поляризация – это упругое смещение связанных зарядов или ориентация молекул диэлектрика в электрическом поле.

Поляризация сопровождается появлением на поверхности диэлектрика связанных электрических зарядов.

Виды поляризации:

  • электронная поляризация – упругое смещение и деформация электронных оболочек атомов под действием внешнего поля;
  • ионная поляризация обусловлена смещением упруго связанных ионов в пределах межатомного расстояния;
  • дипольно-релаксационная поляризация заключается в ориентации дипольных молекул под действием сил поля;
  •  самопроизвольная (спонтанная) поляризация наблюдается у сегнетоэлектриков.

Это вещества, состоящие из наэлектризованных областей доменов, обладающих электрическим моментом. В отсутствие внешнего поля домены расположены произвольно, и суммарный момент равен нулю. Во внешнем поле происходит переориентация доменов и создается эффект сильной поляризации.

Интересно
Еще одним свойством является электропроводность диэлектриков. Каждый электронный или радиотехнический проводник, полупроводник или заряженный диэлектрик пропускает через себя электрический ток, но особенность диэлектрика в том, что в нем даже при высоком напряжении свыше 550 В будет протекать ток малой величины.

Электрический ток в диэлектрике – это движение заряженных частиц в определенном направлении (может быть положительным и отрицательным).

Описание и свойства диэлектриков

 

Поляризационные процессы смещения связанных зарядов в диэлектрике до момента установления равновесного состояния происходят во времени, создавая поляризационные токи или токи смещения.

В основе электропроводимости диэлектриков лежат нижеследующие явления.

  • Абсорбционные токи – это токи смещения замедленных видов поляризации.
  • Электронная электропроводность – перемещение электронов под действием поля.
  • Ионная электропроводность представляет собой движение ионов.
  • Молионная электропроводность – движение заряженных частиц, называемых молионами.

Явление движения молионов в электрическом поле называется электрофорезом.

Диэлектрическими потерями называется мощность, рассеиваемая в диэлектрике под действием приложенного к нему электрического поля и вызывающая его нагрев.

Рассматривают полные диэлектрические потери, вызываемые как при переменном, так и при постоянном напряжениях за счет сквозных токов, обусловленных проводимостью.

Диэлектрические потери по своей природе и физической сущности или воздействию электрического поля делятся на четыре основных вида:

  • диэлектрические потери, обусловленные всеми видами мгновенной и замедленной поляризации в диэлектриках;
  •  потери от сквозной электропроводности;
  • ионизационные потери;
  •  потери, вызванные неоднородностью структуры.

Для понимания электрических, магнитных и механических свойств материалов, а также причин старения нужны знания их химического и фазового состава, атомной структуры и структурных дефектов.

Узнай цену консультации

"Да забей ты на эти дипломы и экзамены!” (дворник Кузьмич)