A főbb típusai a polarizációs
Mivel polarizáció legtöbb dielektrikumok egy kosár-elektromos penetráció (dipoláris) pillanatban permittivitás a mennyiség miatt mozgás trükkös kapcsolatos elektromos töltések (kapcsolatos díjakat atomok, molekulák, a kristályrácsban) hatása alatt a külső elektromos mező.
Hadd magyarázzuk a mechanizmust egy példa a polarizáció atom polarizáció. Mielőtt alkalmazása külső villamos mezők-WIDE pozitív és negatív töltéseket az atom elosztva úgy, hogy kívülről atom nyilvánul meg, mint egy elektromosan semleges. A súlypontok a pozitív és negatív töltések ebben az esetben ugyanaz.
Hatása alatt a külső elektromos mező szimmetriája töltés eloszlásának zavarja, van egy szigetelő-indukált elektron pillanatban. A súlypont a pozitív töltések váltás közben az irányt a külső térerősség, és a súlypontja negatív töltés - az ellenkező irányba. Egy ilyen mechanizmus az úgynevezett polarizációs elektronikus polarizáció. Az eltolt súlypontja negatív töltések arányos a külső területen.
Lássuk, hogy ez a mechanizmus látható az idő függvényében a polarizációs dence elektromos áram az egyik időszakban (7.1 ábra).
7.1 ábra - A időbeli változása az elektromos áram dielektromos polarizáció elektronikus polarizációs
Az első negyed periódussal a külső térerősség folyamatos-matosan növekszik, és a t = T / 4 eléri a maximális. Közvetlenül azután, hogy az alkalmazás terén negatív töltések súlypontja-nitsya Az ellentmondás szigetelő áramlás egy viszonylag nagy áram. A további növekedés a térerő ellensúlyozza a súlypont, miközben növekszik, de lassabban, mert a mező leküzdeni a nagy rugalmas erő. Ezért a jelenlegi fokozatosan csökken. Ha T = T / 4, a jelenlegi nullára csökken, és az elmozdulás a elektronok irányával szemben a külső tér végei. Ettől a pillanattól kezdve a mozgási iránya az elektronok fog változni, mivel a rugalmas erő miatt próbálják visszanyerni kiinduló helyzetbe-ing. Ezért, csökkenő intenzitású a külső mező áram folyik a fordított irányban, és fokozatosan Uwe-lichivaetsya. Ha T = T / 2 a súlypontok a töltés a kezdeti helyzetbe. A második félperiódusban a folyamatot ismételjük meg azzal a különbséggel, hogy a díjak eltolódnak a irányával ellentétes irányba elmozdulás az első félperiódusban. Ez a folyamat a pro-időszakosan ismétlődik.
Az az idő, amely alatt a díjak atomok képesek reagálni a külső területen, ez nagyon kicsi, és a sorrendben a 10 -15 másodperc, a reakció szinte azonnali, így a jelenlegi vektor vektor-megelőzve konjugálás 90 ° -kal.
Más típusú polarizációs az időben több, például a prémes-alföldi polarizáció különböző. Gyakran ez a kérdés eltávolítása nehezebb részecskéket, ellenállás nélküli környezetben. Ezekben az esetekben, előre a jelenlegi vektor képest vektor feszültség Men-lány 90 ° C.
Bármi fizikai mechanizmus különböző típusú polarizációs polarizáció nyilvánul külsőleg mindig ugyanaz, azaz a a törés a szimmetria forgalmazása elektromos töltések di-elektromos. A díjak ellenkező előjelű a külső-lem tolva egyensúlyi pozíciók képeznek az elektromos dipól, amelynek területén működik, szemben azok okait és spo, akik képesek ellensúlyozni része a külső elektromos mező. dipólus mező munkatársai a töltések az elektródákon.
Általában az elektromos polarizáció egy komplex jelenség összefügg a különböző mechanizmusok és polarizáció-CIÓ zajló mikroszkopikus szinten.
A fő mechanizmusa polarizációs lehet tekinteni rugalmas CME-egy részecske a dielektrikum. A polarizáció az ilyen típusú nevezik elasztikus. Amikor a rugalmas elmozdulását az elektronok a atomok beszélni elasztikus elektron polarizáció. Amikor kölcsönösen ellentétes a rugalmas elmozdulást a hajnal-konjugált ionok a kristályrácsban ionos kristályok mondani elasztikus ionos polarizáció. Abban az esetben, pro-rugalmas elmozdulást ellentétes töltésű részecskék a molekulában állandó dipólmomentummal beszélni a rugalmas dipólus polarizáció. A közös jellemzője ezeknek a mechanizmusoknak a polarizáció, hogy a polarizáció nagyon gyors és veszteségmentes.
Előfordulhat, hogy az indukált elektromos pillanatban helyezése-eredményeként keletkezik elmozdulásának gyengén kötött részecskék (elektronok vagy ionok), amelyek nem csatlakoznak a rugalmas erők, vagy ori-entatsii dipoley konstans az irányt a külső tér. Reakciója ezek a részecskék a külső mező nem olyan gyors, mint az esetben, a polarizáció a rugalmas típusú. Eltűnése után kifelé-edik mező, a részecskék visszatérnek az eredeti helyzet nem azonnal, hanem egy bizonyos idő után, és nem hatása alatt a rugalmas erők kapcsolat eredményeként random hő mozgás. Az ilyen mehanizmypolyarizatsiinazyvayutsyarelaksatsionnymi és azzal jellemezve, hogy kíséri veszteségek A villamos energia és erősen függenek a intenzitása hőmozgást, azaz. E. A hőmérséklet.
Ezek az alapvető mechanizmusok polarizációs egyes speciális esetekben ÁLLAMI hozzá bizonyos fajta polarizáció - a migráció és spontán.
A migráció az előfordulása polarizáció-indukált Rowan dipólmomentum kiszorításos a szabad hajnal sorok, amelyek nem rendelkeznek a képességgel, hogy semlegesítse az elektródák.
Ezek a díjak koncentrálódnak hatására egy külső mező a BLO-kiruyuschih akadályok különböző jellegű és egy teret-WIDE díjak, amelynek területén külsőleg polarizációs nyilvánul meg, mint egy speciális formája. Ez jellemző a heterogén dielektrikumok.
A spontán polarizáció tájolás spontán (spontán) kialakított irányába elektromos pillanatok lenii-külső elektromos mező. Ez jellemző a ferroelektromos anyag.
Mindkét különleges típusú polarizációs nemlineáris.
A relaxációs jellegű polarizáció lehet beszélni a szűk és tág értelemben.
A szűk értelemben, ez tekinthető polarizáció relaxáció polarizációt, amelynél a polarizáció az idő függvényében, miután a kérelem vagy eltávolítása a külső DC mező exponenciális és írja le a kifejezések (7.1) vagy (7.2).
Alkalmazása után a mező polarizációs idővel növekszik
ahol Pr (t) - polarizációs relaxációs a t időpontban; Pr∞ (t) - relaxáció polarizáció egy egyensúlyi állapotban; T - időállandó; e - a bázis a természetes logaritmus (e = 2,718).
Eltávolítása után a külső terület polarizációs relaxációs csökken az alábbi képlet szerint
Idő relaxációs görbék változása a polarizáció kérelem alapján és eltávolítását egy külső mező látható a 7.2 ábrán.
7.2 ábra - Time Change polyarizovannostipri relaxációs természetét polarizáció:
egy - abban az esetben, B - Failure
Egyik fontos paramétere a folyamat a relaxációs a polarizáció etsya időállandó T. Ez megegyezik az idő, amely alatt relaxációs Zion polarizációs eltávolítása után az elektromos mező csökken 1 / e. azaz legfeljebb mintegy 37% -a az eredeti szintre. Apoláros tekinthető dielektrikumok ilyen részecskék neimeyut állandó dipólmomentummal, és amely csak akkor fordul elő dipólusmomentum által indukált külső villamos tér. A fő kérdés az, hogy poláris vagy apoláris anyag molekula természetéhez tartozik a kémia-ügynökség kapcsolatok és dipólus orientáció. Ha ezek a kapcsolatok nélkül dipolusmomentum mely tisztán kovalens, vagy ha az ilyen kommunikáció - egy átmeneti dipólusmomentumának úgy van beállítva, hogy kioltják egymást; súlypontok a pozitív és negatív töltés-sének az anyag molekuláinak ugyanaz az anyag, és nem poláris. A gyakorlatban nem poláris anyagok közé tartoznak például poláris anyagok, amelyekben a polaritás nagyon gyengén fejlett, hogy van, kis molekulák állandó dipólmomentum.
Ahhoz, hogy egy nem-poláris szigetelő anyagok közé tartoznak a poli-etilén, politetrafluor-etilén, polisztirol, paraffin stb Slabopolyar NYM petróleum (ásványi) olaj.
Az ilyen anyagokat akkor tekintjük poláros, a molekulák és anélkül, hogy a külső villamos tér van egy elektromos dipólmomentum (natív vagy állandó dipólmomentum). Ez a Mall-Kula, amelyben az egyes atomok kötött poláris kötések kölcsönösen kompenzálatlan dipólus momentum a kötések.
A poláros anyagok közé tartoznak a cellulóz, polivinil-klorid, klórozott bifenilek, és mások.
Dielektromos polarizációs indukálódik dipól-pillanata a dielektromos egységnyi térfogatú, azaz, az összege az elemi dipolusmomentum egységnyi térfogatú, hogy képes egy dielektromos polarizáció lehet jellemezni három mennyiség -. Polarizálhatóság, és elektromos szuszceptibilitás otnositelnoydielektricheskoy permeabilitás. A technika leggyakrabban használt relatív permittivitás.
A polarizálhatóságot társított dielektrikum polarizálja
ahol P - polarizáció; N - koncentrációban indukált dipólusok; α - polarizálhatóságot; E - intenzitása állandó elektromos mezőt.
Dielektromos és dielektromos állandója a dielektromos társított polarizálja
ahol ε0 - dielektromos állandó (ε0 = 8854 · 10 -12 F / m); - relatív permittivitásának-jellegét; - az elektromos szuszceptibilitás.
Egy összehasonlítás a kifejezések (7.3) és (7.4) követi a kapott relatív permittivitás, a relatív permittivitás és dielektromos polarizálhatóságot