Физика диэлектриков - 12 стр.

UptoLike

Составители: 

12
1010
01010010
sinsin)1(coscos
cossinsincoscoscos)cos(
ββµ+ββµ=µ
β
µ
β
β
µ
+
β
β
µ
=
β
µ
β
β
µ
=
µ
u
u
так как cos β
1
1 то cos β
1
– 1 0, тогда
10
sinsin
β
β
µ
=
µ
u
(1)
Найдем sin β
1
:
( )
( )
β=ββ
β=
ββ=
=
=
+
+
+
sinsin
sin
sin
22
1
12
1
21
1
FF
FF
FF
l
F
l
F
MM
E
E
крFкрF
E
(
)
+++
=
β
=
β
β
=β
E
E
qE
Eq
F
F
E
sinsinsin
sin
1
1
(2)
(
)
β
β
β
β
<<
β
sinsin
11
Подставим выражение (2) в (1):
0
0
2
0
0
sin
sin
sin
µ
µβµ
=α
α=µ
β
βµ=µ
+
+
E
E
E
E
u
u
00
UE
=
µ
+
(энергия межмолекулярных связей), тогда:
0
22
0
sin
U
βµ
=α
Максимальная поляризуемость при β = 90
0
. Молекулы не будут по-
ляризоваться, если ось направлена по полю.
Время установления упруго-дипольной поляризации τ = 10
14
сек.
Данная поляризация не приводит к потере (рассеянию) энергии и не зави-
сит от частоты напряжения.
1.2.4. Ионно-релаксационная поляризация
Ионно-релаксационная поляризация проявляется в диэлектрике ион-
ного строения (керамика, стекло и т.д.) Из-за дефектов кристаллической
решетки существует определенное количество слабо связанных ионов, ко-
торые в результате теплового колебания могут хаотически перемещаться в
различных направлениях на расстояние превышающее размеры ионов, но
не превышающие размеров решетки. При помещении таких диэлектриков
в электрическое поле перемещение ионов становится упорядоченным и
происходит преимущественно в направлении электрического поля. В ре-
зультате в диэлектрике возникает асимметрия в распределении электриче-
ских зарядов, создающая электрический момент. Для перемещения ионов
требуется определенное время, поэтому поляризация происходит с некото-
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
                  µ u = µ 0 cos(β − β1 ) − µ 0 cos β = µ 0 cos β cos β1 + µ 0 sin β sin β1 − µ 0 cos β
                                 µ u = µ 0 cos β ⋅ (cos β1 − 1) + µ 0 sin β sin β1
                   так как cos β1 ≈ 1 то cos β1 – 1 ≈ 0, тогда
                                                µ u = µ 0 sin β sin β1                                   (1)
                   Найдем sin β1:
                                                M крFE = M крF +
                                                        l        l
                                                      F1  = F2
                                                        2        2
                                                  F1 = FE sin (β − β 1 )
                                                    F2 = F+ sin β1
                                               FE sin (β − β1 ) = F+ sin β

                                              FE sin (β − β1 ) Eq sin β E sin β
                                    sin β1 =                  =          =                               (2)
                                                    F+          E+ q          E+
                                        β1 << β ⇒ sin (β − β1 ) ≈ sin β
                   Подставим выражение (2) в (1):
                                                   E sin β 
                                   µ u = µ 0 sin β                µ 0 sin 2 β µ 0
                                                     E+  ⇒ α =
                                                                      E+      µ0
                                   µ u = αE                
                   E + µ 0 = U 0 (энергия межмолекулярных связей), тогда:
                                              µ 02 sin 2 β
                                          α=
                                                   U0
                  Максимальная поляризуемость при β = 900. Молекулы не будут по-
            ляризоваться, если ось направлена по полю.
                  Время установления упруго-дипольной поляризации τ = 10 – 14 сек.
            Данная поляризация не приводит к потере (рассеянию) энергии и не зави-
            сит от частоты напряжения.

                               1.2.4. Ионно-релаксационная поляризация

                  Ионно-релаксационная поляризация проявляется в диэлектрике ион-
            ного строения (керамика, стекло и т.д.) Из-за дефектов кристаллической
            решетки существует определенное количество слабо связанных ионов, ко-
            торые в результате теплового колебания могут хаотически перемещаться в
            различных направлениях на расстояние превышающее размеры ионов, но
            не превышающие размеров решетки. При помещении таких диэлектриков
            в электрическое поле перемещение ионов становится упорядоченным и
            происходит преимущественно в направлении электрического поля. В ре-
            зультате в диэлектрике возникает асимметрия в распределении электриче-
            ских зарядов, создающая электрический момент. Для перемещения ионов
            требуется определенное время, поэтому поляризация происходит с некото-
                                                                                                          12

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com