Дипольно-релаксаційна поляризація
Дипольно-релаксаційнаполяризація полягає в орієнтації, повороті дипольних молекул, дипольних груп ланцюга макромолекул під дією сил електричного поля. Цей вид поляризації спостерігається у полярних діелектриків, тобто. діелектриків, які з полярних молекул. Полярними є молекули, у яких центри тяжкості всіх позитивних та негативних зарядів не збігаються. Такими полярними молекулами є несиметричні молекули, наприклад, молекули поліхлорвінілу:
у яких сильно полярний зв'язок С - С1 розташовується у просторі навпаки слабко полярного зв'язку С - Н, в результаті полярні моменти цих зв'язків не компенсуються, і центри тяжкості позитивних та негативних зарядів не збігаються. Дипольні молекули перебувають у хаотичному тепловому русі, під впливом зовнішнього електричного поля вони частково орієнтуються, прагнучи розташуватися вздовж силових ліній поля, створюючи цим ефект поляризації.
а) положення молекули до
б) положення молекули після
Дипольна поляризація відбувається набагато повільніше, ніж електронна. Час встановлення та порушення поляризації 10 -10 сек і більше, тобто. цей час може бути того ж порядку, що і час напівперіоду змінної напруги, що застосовується в радіоелектроніці, або більше цього часу. Тому дипольна поляризація належить до уповільнених (релаксаційних) видів поляризації (релаксація - ослаблення). Час встановлення поляризації тим більше, що більші розміри молекул і що вище абсолютна (динамічна) в'язкість речовини. Дипольно-релаксаційна поляризація накладається на електронну,тому діелектрична проникність матеріалів з дипольно-релаксаційною поляризацією більша, ніж для матеріалів з суто електронною поляризацією, і знаходиться в межах у середньому від 3 до 8.
Для твердих діелектриків з зростанням частоти падає.
в) іонної чи іонно-релаксаційної
Оскільки дипольна поляризація за своєю природою пов'язана з тепловим рухом - на явище дипольної поляризації повинна істотно впливати температура. Зі збільшенням температури послаблюються молекулярні сили, зменшується в'язкість речовини, що має посилювати дипольно-релаксаційну поляризацію; однак у той же час зростає енергія теплового руху молекул, що зменшує дію поля, що орієнтує. Тому діелектрична проникність із підвищенням температури спочатку зростає, поки ослаблення молекулярних сил виявляється сильнішим, ніж зростання хаотичного теплового руху, а потім падає, коли тепловий рух порушує орієнтацію молекул.
При повороті диполів у напрямі поля долається деякий опір, тому дипольно-релаксаційна поляризація пов'язана з діелектричними втратами (тобто втратами електричної енергії на виділення тепла).
Полярними органічними діелектриками, що мають крім електронної поляризації дипольно-радикальну, є: полівінілхлорид, поліметилметакрилат (оргскло), трифторхлоретилен, поліетилентерефталат (лавсан), поліаміди (капрон, нейлон та ін.), поліуритани, полікарб, амідо -формальдегідні смоли, епоксидні смоли та ін.
64.Іонна поляризація. Залежність діелектричної проникності від температури та частоти електричного поля для іонної поляризації.
Іонна поляризація- це усунення пружнопов'язаних іонів на відстань менша за постійні грати під дією електричного поля.
Схема іонної поляризації Пружне зміщення іонів із вузлів кристалічних ґрат:
а) положення іонів у вузлах кристалічної решітки у відсутності електричного поля;
б) зміщення іонів з вузлів кристалічної решітки на невеликі відстані при впливі електричного поля.
Час встановлення поляризації 10 -13 - 10 -12 с, тобто. ця поляризація як і електронна відноситься до миттєвих видів поляризації і відбувається без діелектричних втрат. Іонна поляризація накладається на електронну. Діелектрична проникність для матеріалів з іонною поляризацією порядку 5-10 (слюда, кварц), а у деяких титановмісних діелектриків вона доходить до 150 (наприклад, кристали рутила - ТiО2 , титанати кальцію - CaOxTiO2 і керамічні матеріали - тиконди, .
p align="justify"> Величина іонної поляризації з підвищенням температури зростає, так як при тепловому розширенні збільшуються відстані між іонами і, отже, послаблюються пружні сили зв'язку між іонами, що полегшує їх зміщення під дією електричного поля.
в)іонної або іонно-релаксаційної
65.Іонно-релаксаційна поляризація. Залежність діелектричної проникності від температури та частоти електричного поля для іонно-релаксаційної поляризації.
Іонно - релаксаційнаполяризація полягає в перекиданні слабо пов'язаних іонів на відстані, що перевищують постійну ґрати, під дією зовнішнього електричного поля. Локальні теплові переміщення слабко пов'язаних іонів створюють асиметрію розподілу електричних зарядів у діелектриці і, отже, створюють електричний момент одиниці обсягу.
Післязняття електричного поля іони поступово повертаються центрам рівноваги, і поляризація поступово слабшає, тобто. цей вид поляризації належить (як і дипольна поляризація) до уповільнених релаксаційних поляризацій, у яких відбувається незворотне розсіювання електричної енергії як тепла, тобто. діелектричні втрати.
в)іонної або іонно-релаксаційної
Поляризація цього спостерігається при низьких частотах.