Электротехническое материаловедение. Агеева Н.Д - 9 стр.

     1.2. Поляризация диэлектриков

       Поляризация – это ограниченное смещение связанных зарядов или ори-
ентация дипольных молекул в электрическом поле. Под влиянием силовых
линий электрического поля заряды диэлектрика смещаются по направлению
действующих сил в зависимости величины напряженности. При отсутствии
электрического поля заряды возвращаются в прежнее состояние.
       Различают два вида поляризации: поляризация мгновенная, вполне уп-
ругая, без выделения энергии рассеяния, т.е. без выделения тепла, за время
10-15 – 10 -13 с; поляризация не совершается мгновенно, а нарастает или убы-
вает замедленно и сопровождается рассеянием энергии в диэлектрике, т.е.
его нагревает - это релаксационная поляризация за время от 10-8 до 102 с.
       К первому виду относятся электронная и ионная поляризации.
       Электронная поляризация (Cэ, Q э) – упругое смещение и деформация
электронных оболочек атомов и ионов за время 10 -15 с. Наблюдается такая
поляризация для всех видов диэлектриков и не связана с потерей энергии, а
диэлектрическая проницаемость вещества численно равна квадрату показа-
теля преломления света n2.
       Ионная поляризация (C и, Q и) характерна для твердых тел с ионным
строением и обуславливается смещением ( колебанием) упруго связханных
ионов в узлах кристаллической решетки за время 10 -13 с. С повышением тем-
пературы смещение усиливается и в результате ослабления упругих сил ме-
жду ионами, а температурный коэффициент диэлектрической проницаемости
ионных диэлектриков оказывается положительным.
       Ко второму виду относят все релаксационные поляризации.
       Дипольно-релаксационная поляризация (C др, r др, Q др) связана с теп-
ловым движением диполей при полярной связи между молекулами. Поворот
диполей в направлении электрического поля требует преодоления некоторо-
го сопротивления, выделения энергии в виде тепла (r др). Время релаксации
здесь порядка 10-8 – 10-6 с – это промежуток времени, в течение которого упо-
рядочность ориентированных электрическим полем диполей после снятия
поля уменьшится вследствие наличия тепловых движений в 2,7 раза от пер-
воначального значения.
       Ионно-релаксационная поляризация (C ир, r ир, Q ир) наблюдается в
неорганических стеклах и в некоторых веществах с неплотной упаковкой ио-
нов. Слабосвязанные ионы вещества под воздействием внешнего электриче-
ского поля среди хаотических тепловых движений получают избыточные на-
бросы в направлении поля и смещаются по силовой линии его. После снятия
электрического поля ориентация ионов ослабевает по экспоненциальному за-
кону. Время релаксации, энергия активации и частота собственных колеба-
ний происходит в течение 10-6 – 10-4 с и связано законом
                                             ω
                                        1 kT
                                    τ =    e   , c,
                                     0 2f