Principalele tipuri de polarizare - studopediya

Există două mecanisme de polarizare: polarizarea instantanee, este elastică, fără disipare a energiei, de exemplu, fără evoluția căldurii în timpul celor 10 -15-10 -13 secunde; polarizare nu se face imediat, iar creșterea și descreșterea încet și însoțite de disipare a energiei în dielectric, și anume prin încălzire. Acest tip de polarizare se numește relaxarea (timpul de la 10 la 10 -8 2 s).

În circuitul echivalent condensator dielectricilor desemnează anumite capacitanță C. în cazul în care nu există nici o disipare a energiei în ele (figura 8, A). Dacă există o disipare a energiei, în circuitul echivalent este adăugat la r rezistență activă. încălzire dielectrică echivalent (Figura 8, b).

Fig. Schema 8. substituție dielectric: a) fără pierderi; b) pierderile

Pentru instantanee includ electroni și polarizarea de ioni. Polarizarea electronică (Ce. Qe) reprezintă deplasarea elastică și deformarea cojile de electroni ale atomilor și ionilor în raport cu miezul sub influența unui câmp electric extern (Figura 9).

Figura 9. polarizare electronică a dielectric. Poziția orbitelor

electroni în absența (a) și cu (b) un motor electric

În lipsa unui centru de câmp electric de sarcină pozitivă și negativă centrul de bază coincid de încărcare. Un atom este neutru. Sub influența unui polyaorbity electric extern în care electronii negativi sunt în mișcare, ele sunt mutate în electrodul pozitiv. Centrele de sarcini pozitive și negative nu coincid. atom neutru este convertit într-un dipol (așa-numita dipol elastic). Există o astfel de polarizare în toate tipurile de izolatori și nu este asociat cu pierderea de energie, iar constanta dielectrică a substanței este numeric egală cu pătratul indicelui de refracție n 2.

polarizare ionică (Ci. Q și) caracteristice solidelor cu structura de ioni și condus de deplasarea (vibrații) ionii asociați în mod elastic rețeaua cristalină (Figura 10). Cu creșterea temperaturii, offset este amplificat ca urmare a atenuării forțelor elastice între ionii. Acest lucru se datorează distanței crescute între ionii datorită expansiunii termice.

Timpul pentru a stabili polarizare ionică este mai mare decât e, dar este, de asemenea, foarte mică și este de ordinul a 10 -13 secunde.

Figura 10. Mecanismul de polarizare ionică

Toate celelalte tipuri de polarizare sunt de relaxare.

Dipole-relaxare polarizare (Cdr. RDR. QDR) diferă de electronice și ionic, astfel încât acesta este asociat cu pierderi de energie în timpul polarizare, adică o încălzire dielectric. Acest tip de polarizare se observă în dielectrici polari. In astfel de substanțe sunt molecule sau radicali dipoli chiar și în absența unui câmp electric (Fig.11).

Figura 11. Mecanismul de relaxare dipol polarizare (orientarea dipolilor în direcția câmpului electric: a) câmp este absent; b) în prezența câmpului).

În absența unui câmp electric care sunt în mișcare termică aleatoare, momentele lor de dipol îndreptat în direcții diferite, iar ca rezultat dipol momentul electric de toate acestea este zero. Câmpul electric roti dipoli rezistență, fiind ghidat de-a lungul liniilor de câmp electric, și anume pol pozitiv la electrodul negativ.

Mai mult decât atât dipoli de orientare încă întinsă de câmpul electric, iar magnitudinea momentului dipol este în creștere. Rotația dipolilor în direcția câmpului electric necesită depășirea unor rezistență, puterea disipată sub formă de căldură (RDR). Timpul de relaxare este de aproximativ 10 -8 - 10 -6 s - este intervalul de timp în care ordonarea dipolilor câmp electric orientat după domeniu este redusă datorită prezenței mișcărilor termice în 2,7 ori din valoarea sa inițială.

Ion-relaxare polarizare (Cir. Rir. Qir) observate în dielectrici structură ionică cu umplutură în vrac de ioni (de exemplu, sticlă anorganică). Legat slab ionii de material sub influența unui câmp electric extern între mișcarea termică aleatorie deplasată în mod limitativ direcția câmpului electric. Polarizarea este îmbunătățită în mod semnificativ odată cu creșterea temperaturii datorită slăbirii forțelor inter-

interacțiuni ionice. După îndepărtarea orientării câmpului electric ionii slăbește exponențial. Timpul de relaxare are loc în decurs de 10 -6-10 -4 secunde cu disipare a energiei.

Electron - polarizare de relaxare (.. Cer rer QER) apare din cauza energiei termice de electroni defecte exces excitați sau „găuri“ într-un timp de 10 -8-10 -6 s. Este tipic pentru dielectricilor cu indice ridicat de refracție, un câmp larg intern și electronice conductivitate: dioxid de titan, cu impurități, o serie de compuși pe bază de oxizi ai metalelor de valență variabilă - titan, niobiu, bismut.

polarizare Migrația (A se vedea. RM. Qm) se realizează în dielectrici solidă structură neomogenă cu neomogenități macroscopice sau impurități sunt prezente în timpul ordinul 10 2. Această polarizare se manifestă la frecvențe joase și este asociat cu o disipare de putere semnificativă. Cauzele unei astfel de polarizare sunt conductoare și semiconductive incluse în dielectricilor tehnice, complexe, prezența unor straturi cu diferite conductivități etc.

Atunci când se face materiale eterogene în câmp electric, electroni liberi și ioni ai incluziuni conductoare și semiconducătoare se deplasează în interiorul fiecărui comutator, formând regiuni polarizate mari (Figura 12). În materiale stratificate la interfețele straturile din straturile aproape de electrozi este o acumulare de taxe este lent, ionii în mișcare - acesta este efectul stratului intermediar structurale sau de polarizare de înaltă tensiune.

Figura 12. Mecanismul de migrare de polarizare

Spontan (spontan) polarizarea (Csp. RSP. QSP) este un tip de polarizare se produce în dielectricilor având structura domeniului. Domenii sunt numite regiuni discrete având un moment electric în absența unui câmp extern. Cu toate acestea, orientarea momentelor electrice din diferite domenii sunt diferite. Aplicarea unui câmp extern contribuie la orientarea preferențială a momentului domeniilor electric în direcția câmpului, care conferă un efect de polarizare foarte puternic (Fig. 13).

Spre deosebire de alte tipuri de polarizare la o anumită valoare a intensității câmpului electromagnetic extern devine saturat și amplificarea ulterioară a câmpului nu mai determină o creștere a intensității de polarizare.

Fig. 13. Mecanismul de polarizare spontană

polarizarea rezonant (Crez. Rrez. Qrez) prezentat în dielectrici sub influența câmpului electric de înaltă frecvență (f = luna iunie 10 Hz), când frecvența naturală a oscilației de electroni sau ioni coincide cu frecvența câmpului extern. fenomene de rezonanță crește amplitudinea vibrațiilor (vectorul de deplasare) particulele încărcate asociate în material.

dielectrici tehnice au, de regulă, nimeni,

și în același timp, mai multe tipuri de polarizare. Sledovatel-

dar, cu capacitatea de dielectric condensator este determinată de suma diferitelor tipuri de polarizare.

Figura 14. Circuitul echivalent al substituției dielectric cu diferite mecanisme de polarizare

Figura 14 prezintă circuitul echivalent al substituției dielectric, în care există tot felul de polarizare.

Toate containerele de circuit echivalent triate rezistor Riso. constituind rezistența izolației prin-curentului prin dielectric.

Înapoi la cuprins