Руководство к лабораторным работам по курсам "Материаловедение и материалы электронных средств", "Материалы и элементы электронной техники", "Материалы электронной техники". Джуплин В.Н - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

5
поляризованность диэлектрика. Так как
τ
составляет 10
-6
-10
-10
с ,то этот вид
поляризации проявляется лишь на частотах ниже 10
6
-10
10
Гц. При охлаждении
материалов τ сильно возрастает.
Поляризацию характеризуют вектором поляризации Р, который
предоставляет собой дипольный момент единицы объёма диэлектрика.
Дипольный момент нейтральной вцелом системы зарядов есть вектор, равный
произведению расстояния между центрами тяжести положительных и
отрицательных зарядов на величину заряда одного знака. Направлен этот вектор
то центра тяжести отрицательных к
центру тяжести положительных зарядов.
Вектор Р зависит от напряженности электрического поля Е. Поскольку сила,
действующая на заряд, пропорционально Е, то при малых полях величина Р
пропорциональна Е. Коэффициент пропорциональности –χ в соотношении
P = χE
называется диэлектрической восприимчивостью диэлектрика. Часто удобно
вместо вектора Р пользоваться вектором электрической индукции
D=E + 4πP.
Коэффициент пропорциональности
ε в соотношении D= εE называется
диэлектрической проницаемостью. Ясно, что
ε = 1+4π χ
В вакууме χ=0 и ε=1 (в системе единиц CГCE). Значение ε (или χ) является
основной характеристикой диэлектрика.
В инженерной практике степень поляризации диэлектрика оценивается
по увеличению емкости конденсатора, если между его пластинами поместить
интересующий нас диэлектрик. Если
обозначить емкость плоского
конденсатора с вакуумом C
0
, то емкость этого конденсатора с диэлектриком C
будет в ε раз больше, т.е.
ε = С/С
0
Здесь ε – относительная диэлектрическая проницаемость, безразмерная
величина, показывающая, во сколько раз увеличивается заряд конденсатора из-
за дипольных зарядов, внесенных между обкладками с диэлектриком. Численно
величина ε всегда больше единицы.
В диэлектрике до внесения в поле конденсатора диполи или
ориентированы хаотично и компенсируют друг друга, или их попросту нет
вследствие отсутствия
причины для поляризации. После внесения в
электрическое поле диполи ориентируются, появляется объемный заряд,
влияющий на емкость конденсатора. В момент извлечения диэлектрика из
пространства между пластинами диполи вновь разориентируются и диэлектрик
теряет результирующий заряд. Направление вектора поляризации P
определяется не только направлением поля E, но также выделенными
направлениями среды, например осями симметрии кристалла
. Поэтому в общем
случае материал может характеризоваться шестью величинами ε, т.е. тензором
диэлектрической проницаемости.
Рассматривая зависимость проницаемости ε от частоты, отметим, что в
полях низкой частоты диполи успевают ориентироваться в направлении поля.

Страницы