Физические процессы в диэлектриках и их свойства.

Диэлектриками являются вещества характеризуемые высоким удельным сопротивление и одним из основных свойств которых является способность

Поляризацией называют такое состояние диэлектрика, при котором каждая единица объема обладает электрическим моментом. Способность диэлектрика поляризоваться в электрическом поле, характеризуется величиной, которая называется относительная диэлектрическая проницаемость. Физически величина диэлектрический проницаемости диэлектрика может быть определена, как отношение емкости конденсатора, содержащего данный диэлектрик, к емкости такого же конденсатора без диэлектрика.

Поляризация сопровождается появлением на поверхности диэлектрика связанных электрических зарядов, уменьшающих напряженность электрического поля в глубине вещества. Количественной мерой поляризации является поляризованность диэлектрика которая определяется как отношение электрического момента единицы объема диэлектрика к величине этого объема:

P=dp/dV

Для большинства диэлектриков в слабых электрических полях, величина поляризованности прямопропорциональна напряженности электрического поля:

Явление поляризации диэлектрик вносит свой вклад в различные механизмы поляризации, наличие или отсутствие которых, от особенностей строения и химического состава диэлектрика, а также от частоты внешнего электрического поля. Наличие в диэлектрике различных механизмов поляризации, можно
представить в виде эквивалентной схемы, отражающей вклад каждого из этих механизмов в общее значение диэлектрической проницаемости.

Элементы на эквивалентной схеме отражают отдельные механизмы, влияющие на итоговые свойства диэлектрика:

C₀-собственная емкость идеального конденсатора при отсутствии диэлектрика

C_э-отражает наличие электронной поляризации

C_и-наличие ионной поляризации

C_др,r_др -отражают наличие дипольно релаксационной поляризации

C_эр,r_эр -наличие электронно релаксационной поляризации

C_ир -наличие ионной релаксационной поляризации

C_м,r_м -миграционный механизм поляризации

C_рез,r_рез -резонансный механизм поляризации

R_из -сопротивление изоляции, характеризующее сквозную проводимость диэлектрика

C_сп,r_сп -спонтанная или доменная поляризация

Электронная поляризация.

Заключается в упругом смещении и деформации электронных оболочек атомов и ионов под действием внешнего электрического поля.

Лекция№13.

Электронная поляризация является самым быстрым механизмом поляризации, время ее установления составляет порядка 10^-15 секунды. Данный механизм поляризации присутствует во всех видах диэлектрических материалов и не сопровождается диэлектрическими потерями.