Típusai dielektromos polarizálhatóságának és a polarizációs vektor
Típusai dielektromos polarizálhatóságának és a polarizációs vektor
A fő különbség szigetelők származó vezetőket abban áll, hogy a dielektrikumokban nincsenek szabad töltéshordozók. A töltött részecskék tartalmazza az atomok és molekulák dielektrikumok, de nem tudnak szabadon mozogni a intermolekuláris terület, amely elérhető, például, szabad elektronok a fém vezetékek. Offset a töltés a molekulákat a dielektromos korlátozott atomi skálán.
Háromféle szigetelők: nem poláros, poláros és ionos.
A nem-poláros dielektrikumok (N2. H2. O2. CO2 és így tovább.) Lehetnek olyan anyagok, amelyeknek molekula szimmetrikus szerkezetű. Hiányában egy külső elektromos mező központok pozitív és negatív töltések ezek a molekulák azonosak. Más szóval, a dipólmomentum nulla.
Molekulák dielektrikumok második csoport - poláris - aszimmetrikus szerkezetű (H2 O, CO, SO 2, stb). Ilyen molekulák és hiányában egy külső elektromos tér van egy dipólmomentum kezdeti nulla. Poláris molekulákat hagyományosan készült, mint súlyzók (ábra. 5.1.).
A kristály szerkezete dielektrikumok ion (NaCl, KCI, KBr, stb) lehet tekinteni, mint egy olyan rendszer két ionos rácsok, betoljuk egymással.
Most lássuk, mi fog történni a molekulák dielektrikumok villamos mezőben.
a) Nem poláris dielektrikumokra
A dielektromos mezőben a pozitív és negatív töltések a molekulák jár egyenlő és ellentétes irányú erő, szakítási molekula (ábra. 5.2.). Az ezen erők hatására vezet deformációja a molekulák és az esemény egy dipolusmomentum. Nagysága ebben a pillanatban, a tapasztalat azt mutatja, arányos a térerősség, ezért ezeket a molekulákat is nevezik elasztikus dipólus.
b) A poláris dielektrikumokra
Poláris molekulák nem változik az érték a dipolusmomentum hatására elektromos mező. Ezzel szemben a nem-poláros molekulák, úgy viselkednek, mint a merev dipólusok.
Egy elektromos tér egy merev molekula hat nyomaték hajlamos orientálódni molekuláris dipólmomentum mentén mező (ábra. 5.3.).
c) ionos Dielektromos
Az elektromos mező a pozitív és negatív ion sublattice szerkezete vannak tolva egymáshoz képest, és így van egy dipólus momentum.
Mindezek a jelenségek előforduló jelenlétében dielektrikumok az elektromos mező, nevezzük polarizációs. Az első esetben ez volt a deformáció polarizáció, a második - orientáció. a harmadik - ion.
A molekulák az ilyen anyagoknak dipólus momentum. De hiányában egységes elektromos mezőt a szigetelő bármilyen kívánt irányba, és a termikus mozgás véletlenszerűen összekeveri a dipólusmomentum a molekulák úgy, hogy a teljes pillanatában molekulák az anyag egységnyi térfogata nulla.
Egy elektromos tér ható molekulák a nyomatékok hajlamos orientálódni a dipólusok mentén a területen. A határait a dielektromos így vannak „járulékos” a felületi töltéssűrűség + s „és az -S” (ábra. 5.4.).
A mértéke dielektromos polarizáció az elektromos mező jellemzi a polarizációs vektor egyenlő a vektor összege dipólusmomentumának összes molekulák az anyag egységnyi mennyiség (most, ez az összeg nem nulla):
A tapasztalat azt mutatja, hogy a polarizáció vektora a dielektromos térerősség arányos:
Ahol: c - az elektromos szuszceptibilitás az anyag;
e0 - az ismerős elektromos állandó.
Abban az esetben, nem poláros dielektromos dipólusmomentuma egyetlen molekula, mint már említettük, arányos az elektromos térerősség:
Itt b - polarizálhatóságának molekula.
Ezután a teljes dipólusmomentuma összes molekulák a mennyiség DV egyenlő:
A polarizációs vektor (polarizáció) ebben az esetben, mint abban az esetben egy poláris dielektromos, arányos a térerősség:
Itt c a dielektromos fogékonyságát a termék a molekulák száma egységnyi térfogatra (n) és polarizálhatóságot együttható (b):
Megmutatjuk, hogy a polarizációs vektor határozza meg a töltés társított s'.
Tekintsünk egy egyenletesen polarizált szigetelő kialakítva ferde prizmák egy bázissal S és L. éle párhuzamos a polarizációs vektor (ábra. 5.5).
Elektromos pont prizma q „× L = s” × S × L. Itt, Q „és s” - kapcsolódó díj és töltéssűrűség alapján a kapcsolódó prizma.
Tekintettel arra, hogy a térfogata a prizma egyenlő V = S × L × cosa, azonos elektromos pont képviseli formájában:
Ezért is könnyű megszerezni kívánt viszony:
Ez az eredmény vezet az alábbi következtetéseket:
1. A felületi sűrűsége kötött díjak egyenlő a szokásos komponense a polarizációs vektor;
2. A töltés telt el a folyamat a polarizációs keresztül egységnyi felületre merőleges elmozdulás irányának a töltés, egyenlő a modulusa a polarizációs vektor.