Главная Обратная связь

Дисциплины:






Диэлектрики и изоляционные материалы, их свойства и использование



Диэлектрики

Самое характерное свойство диэлектриков – их поляризация в электрическом поле.

Поляризация – эта сдвиг связанных зарядов внутри диэлектрика, так что в нём образуется

внутреннее электрическое поле. Способность поляризации материала характеризуется

его диэлектрической проницаемостью ε. Диэлектрическую проницаемость можно измерять через ёмкость конденсатора, между пластинами которого находится материал:

C = ε·S/l

где S – площать пластины конденсатора; l – расстояние между пластинами.

При этом С = Q/U (Q – заряд; U – напряжение).

Относительная диэлектрическая проницаемость εr:

εr = ε/ε0 = C/C0

где C0 – ёмкость конденсатора в вакууме; ε0 – диэлектрическая проницаемость вакуума 8,85·10-12 Ф/м.

Виды поляризации диэлектриков.

На рисунке показаны схематически три главные виды поляризации:

А – электронная поляризация.

Происходит деформация

электронного облака атомов.

B – ионная поляризация.

Происходит выход ионов

из узлов решётки.

C – дипольная поляризация.

Происходит поварачивание

полярных (дипольных) молекул

в направление электрического

поля.

Проводимость диэлектриков.

Чистые диэлектрики не имеют свободных носителей заряда и не имеют проводимости в

постоянном электрияеском поле (сопротивление бесконечно большое). Проводимость реальных диэлектриков связано с примесями. Носителями заряда могут быть электроны и ионы. Удельное сопротивление реальных диэлектриков находится в пределах 1010 – 1016 Ом·м. В переменном электрическом поле в диэлектриках протекает поляризационный ток, вызванный повторяющимся сдвигом связанных зарядов.

Пробой диэлектриков.

При достаточно высоких напряжениях диэлектрики потеряют свои изоляционные свойства. Это явление называется пробоем (в виде искры или дуги). Соответствующее напряжение называется напряжением пробоя Uпр.

Диэлектрические материалы.

Диэлектрические материалы используются в двух целях: 1)как изоляционные материалы; 2)как диэлектрики конденсоторов. В первом случае нужна большое уделное сопротивление и высокое напряжение пробоя. Во втором случае – большая диэлектрическая проницаемость. Из неорганических материалов используют керамические, в основном форфор и стекло. Из органических материалов используют разные полимеры. Лучшие изоляционные свойства имеют неполярные полимеры (полиэтилен, полистирол, фторопласт). У них ρ = 1014 – 1016 Ом·м, ε = 2 – 2,5 и Uпр = 20 – 40 кВ/мм. У полярных полимерах изоляционные свойства хуже. Очень хороший диэлектрик – природный минерал слюда.

16. Взаимодействие света с твёрдым телом (с металлами)





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...