Czym są dielektryki w fizyce. Dielektryk - co to jest? Właściwości dielektryków

Stała dielektryczna może mieć dyspersję.

Szereg dielektryków wykazuje interesujące właściwości fizyczne.

Spinki do mankietów

• Wirtualny fundusz nauk przyrodniczych i efektów naukowo-technicznych „Fizyka Efektywna”

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, jakie „dielektryki” znajdują się w innych słownikach:

DIELEKTRYKA, substancje słabo przewodzące prąd elektryczny (oporność rzędu 1010 Ωm). Istnieją dielektryki stałe, ciekłe i gazowe. Zewnętrzne pole elektryczne powoduje polaryzację dielektryka. W jakimś trudnym... ... Nowoczesna encyklopedia

Dielektryki- DIELEKTRYKA, substancje słabo przewodzące prąd elektryczny (opór właściwy około 1010 omów). Istnieją dielektryki stałe, ciekłe i gazowe. Zewnętrzne pole elektryczne powoduje polaryzację dielektryka. W jakimś trudnym... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

Substancje słabo przewodzące prąd elektryczny (opór elektryczny 108 1012 Ω cm). Istnieją dielektryki stałe, ciekłe i gazowe. Zewnętrzne pole elektryczne powoduje polaryzację dielektryków. W niektórych stałych dielektrykach... ... Wielki słownik encyklopedyczny

- (angielski dielektryk, od greckiego dia poprzez, poprzez i angielski elektryczny elektryczny), substancje słabo przewodzące prąd elektryczny. aktualny. Termin „D.” wprowadzone przez Faradaya w celu wyznaczenia, w którym przenika prąd. pole. D. yavl. wszystkie gazy (niejonizowane), niektóre... Encyklopedia fizyczna

DIELEKTRYKA- DIELEKTRYKI, materiały nieprzewodzące, czyli izolatory ciała, słabo przewodzące lub w ogóle nie przewodzące prądu elektrycznego. Takimi ciałami są np. szkło, mika, siarka, parafina, ebonit, porcelana itp. Przez długi czas, studiując elektryczność... ... Wielka encyklopedia medyczna

- (izolatory) substancje, które nie przewodzą prądu elektrycznego. Przykłady dielektryków: mika, bursztyn, guma, siarka, szkło, porcelana, różne rodzaje olejów itp. Słownik morski Samoilova K.I. M.L.: Państwowe Wydawnictwo Marynarki Wojennej Związku NKVMF… Słownik Morski

Nazwa nadana przez Michaela Faradaya ciałom nieprzewodzącym lub innymi słowy słabo przewodzącym prąd elektryczny, takim jak powietrze, szkło, różne żywice, siarka itp. Ciała takie nazywane są również izolatorami. Przed badaniami Faradaya w latach 30. XX w. Encyklopedia Brockhausa i Efrona

DIELEKTRYKA- substancje, które praktycznie nie przewodzą prądu elektrycznego; są ciała stałe, ciekłe i gazowe. W zewnętrznym polu elektrycznym D. są spolaryzowane. Stosowane są do izolacji urządzeń elektrycznych, w kondensatorach elektrycznych, w kwantach... ... Wielka encyklopedia politechniczna

Substancje, które źle przewodzą prąd elektryczny. Termin „D.” (od greckiego diá do i angielskiego elektryczny elektryczny) został wprowadzony przez M. Faradaya (zob. Faradaya) do określenia substancji, przez które przenikają pola elektryczne. W jakiejkolwiek substancji... ... Wielka encyklopedia radziecka

Substancje słabo przewodzące prąd elektryczny (przewodność dielektryczna 10 8 10 17 Ohm 1 cm 1). Istnieją dielektryki stałe, ciekłe i gazowe. Zewnętrzne pole elektryczne powoduje polaryzację dielektryków. W jakimś trudnym... ... słownik encyklopedyczny

Książki

• Dielektryki i fale, A. R. Hippel. Autor prezentowanej czytelnikom monografii, znany badacz w dziedzinie dielektryków, amerykański naukowiec A. Hippel wielokrotnie pojawiał się w czasopismach i…
• Wpływ promieniowania laserowego na materiały polimerowe. Podstawy naukowe i problemy stosowane. W 2 książkach. Książka 1. Materiały polimerowe. Naukowe podstawy działania lasera na dielektryki polimerowe, B. A. Vinogradov, K. E. Perepelkin, G. P. Meshcheryakova. Książka ta zawiera informacje o budowie oraz podstawowych właściwościach termicznych i optycznych materiałów polimerowych, mechanizmie działania na nie promieniowania laserowego w podczerwieni, świetle widzialnym...

Aby ustalić, czym są dielektryki w fizyce, pamiętajmy, że najważniejszą cechą dielektryka jest polaryzacja. W każdej substancji swobodne ładunki poruszają się pod wpływem pola elektrycznego, w tym przypadku pojawia się prąd elektryczny, a związane ładunki ulegają polaryzacji. Substancje dzielą się na przewodniki i dielektryki w zależności od tego, które ładunki przeważają (wolne lub związane). W dielektrykach polaryzacja zachodzi głównie pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego. Jeśli przetniesz przewodnik w polu elektrycznym, możesz rozdzielić ładunki o różnych znakach. Nie można tego zrobić za pomocą ładunków polaryzacyjnych dielektryka. W przewodnikach metalicznych swobodne ładunki mogą przemieszczać się na duże odległości, natomiast w dielektrykach ładunki dodatnie i ujemne przemieszczają się w obrębie jednej cząsteczki. W dielektrykach pasmo energii jest całkowicie wypełnione.
Jeżeli nie ma pola zewnętrznego, wówczas ładunki o różnych znakach rozkładają się równomiernie w całej objętości dielektryka. W obecności zewnętrznego pola elektrycznego ładunki wchodzące do cząsteczki przemieszczają się w przeciwnych kierunkach. Przemieszczenie to objawia się pojawieniem się ładunku na powierzchni dielektryka po umieszczeniu go w zewnętrznym polu elektrycznym – jest to zjawisko polaryzacji.
Polaryzacja zależy od rodzaju dielektryka. Zatem w kryształach jonowych polaryzacja powstaje głównie w wyniku przemieszczenia jonów w polu elektrycznym i tylko nieznacznie w wyniku odkształcenia powłok atomowych elektronów. Natomiast w diamencie, który ma kowalencyjne wiązanie chemiczne, polaryzacja zachodzi w wyniku odkształcenia powłok atomowych elektronów w polu elektrycznym.
Dielektryk nazywa się polarnym, jeśli jego cząsteczki mają swój własny elektryczny moment dipolowy. W takich dielektrykach, w obecności zewnętrznego pola elektrycznego, elektryczne momenty dipolowe są zorientowane wzdłuż pola.
Polaryzację dielektryka określa się za pomocą wektora polaryzacji. Wartość ta jest równa sumie elektrycznych momentów dipolowych wszystkich cząsteczek w jednostkowej objętości substancji. Jeśli dielektryk jest izotropowy, wówczas zachodzi równość:

gdzie jest stała elektryczna; — podatność dielektryczna substancji. Podatność dielektryczna substancji jest powiązana ze stałą dielektryczną jako:

gdzie — charakteryzuje osłabienie zewnętrznego pola elektrycznego w dielektryku w wyniku obecności ładunków polaryzacyjnych. Największe wartości mają dielektryki polarne. Zatem dla wody = 81.
W niektórych dielektrykach polaryzacja zachodzi nie tylko w zewnętrznym polu elektrycznym, ale także pod wpływem naprężeń mechanicznych. Te dielektryki nazywane są piezoelektrykami.
Dielektryki mają znacznie wyższą oporność elektryczną niż przewodniki. Mieści się w przedziale: Ohm/cm. Dlatego do izolacji urządzeń elektrycznych stosuje się dielektryki. Ważnym zastosowaniem dielektryków jest ich zastosowanie w kondensatorach elektrycznych.

Dotyczy materiałów o oporności elektrycznej ρ< 10 −5 Ом·м, а к диэлектрикам - материалы, у которых ρ >10 8 omów m. Należy zauważyć, że rezystywność dobrych przewodników może wynosić tylko 10–8 Ω·m, a dla najlepszych dielektryków może przekraczać 10–16 Ω·m. Rezystywność półprzewodników, w zależności od struktury i składu materiałów, a także warunków ich pracy, może wahać się w granicach 10–5–10 8 Ohm·m. Metale są dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego. Spośród 105 pierwiastków chemicznych tylko dwadzieścia pięć to niemetale, a dwanaście pierwiastków może wykazywać właściwości półprzewodnikowe. Ale oprócz substancji elementarnych istnieją tysiące związków chemicznych, stopów lub kompozycji o właściwościach przewodników, półprzewodników lub dielektryków. Dość trudno jest wytyczyć wyraźną granicę pomiędzy wartościami rezystywności różnych klas materiałów. Na przykład wiele półprzewodników zachowuje się jak izolatory w niskich temperaturach. Jednocześnie dielektryki mogą wykazywać właściwości półprzewodników po silnym podgrzaniu. Różnica jakościowa polega na tym, że w przypadku metali stanem przewodnictwa jest uziemienie, a w przypadku półprzewodników i dielektryków – wzbudzenie.

Szereg dielektryków wykazuje interesujące właściwości fizyczne. Należą do nich elektrety, piezoelektryki, piroelektryki, ferroelastyki, ferroelektryki, relaksory i ferromagnetyki.

Stosowanie

Przy stosowaniu dielektryków – jednej z najszerszych klas materiałów elektrycznych – dość jasno zdefiniowano potrzebę wykorzystania zarówno pasywnych, jak i aktywnych właściwości tych materiałów.

Dielektryki stosowane są nie tylko jako materiały izolacyjne.

Pasywne właściwości dielektryków

Aktywne właściwości dielektryków

Aktywne (kontrolowane) dielektryki to ferroelektryki, piezoelektryki, piroelektryki, elektroluminofory, materiały na emitery i przesłony w technologii laserowej, elektrety itp.

Zobacz też

Spinki do mankietów

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co „Dielektryk” znajduje się w innych słownikach:

Dielektryk... Słownik ortografii – podręcznik

DIELEKTRYK, materiał, który nie przewodzi prądu, taki jak izolacja oddzielająca dwa przewodniki w KONDENSATORZE. Materiały te posiadają wskaźnik zwany STAŁĄ DIELEKTRYCZNĄ, który określa w jakim stopniu materiał może... ... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

Piroelektryczny, elektret, poliizobutylen, polipropylen, izolator, politereftalan etylenu, poliwęglan, synoksal, politrifluorochloroetylen, politetrafluoroetylen, poliarylan. Słownik rosyjskich synonimów. dielektryk rzeczownik, liczba synonimów: 11 izolator (21) ... Słownik synonimów

dielektryk- Substancja, której główną właściwością elektryczną jest zdolność do polaryzacji w polu elektrycznym. [GOST R 52002 2003] dielektryk Materiał, który nie przewodzi prądu elektrycznego. Tematyka elektrotechniki, podstawy... Przewodnik tłumacza technicznego

DIELEKTRYCZNY, dielektryczny, męski. (fizyczny). Ciało dielektryczne, substancja, np. szkło. Słownik objaśniający Uszakowa. D.N. Uszakow. 1935 1940... Słownik wyjaśniający Uszakowa

DIELEKTRYCZNY, co, mąż. (specjalista.). Substancja, która źle przewodzi prąd elektryczny, jest nieprzewodnikiem. | przym. dielektryk, och, och. Słownik objaśniający Ożegowa. SI. Ozhegov, N.Yu. Szwedowa. 1949 1992… Słownik wyjaśniający Ożegowa

Substancja słabo przewodząca prąd elektryczny. aktualny. D. to: szkło, porcelana, mika, marmur, guma, ebonit, suche drewno, jedwab, azbest, olej transformatorowy, powietrze itp. służą do izolowania części pod napięciem, do izolowania... ... Techniczny słownik kolejowy

Dielektryk- substancja, której główną właściwością elektryczną jest zdolność do polaryzacji w polu elektrycznym... Źródło: ELECTRICAL ENGINEERING. TERMINY I DEFINICJE PODSTAWOWYCH POJĘĆ. GOST R 52002 2003 (zatwierdzony dekretem o normie państwowej Federacji Rosyjskiej z dnia... ... Oficjalna terminologia

dielektryk- dielektryk; przemysł izolator Substancja, której główną właściwością elektryczną jest zdolność do polaryzacji i w której możliwe jest istnienie pola elektrostatycznego... Politechniczny słownik terminologiczny objaśniający

Dielektryk- – substancja, której główną właściwością elektryczną jest zdolność do polaryzacji w polu elektrycznym. [GOST 19880 74] Nagłówek terminu: Urządzenia energetyczne Nagłówki encyklopedii: Sprzęt ścierny, Materiały ścierne, Autostrady... Encyklopedia terminów, definicji i objaśnień materiałów budowlanych

Książki

• Efekty brzegowe w elementach wyposażenia pokładowego statku kosmicznego pod wpływem promieniowania jonizującego, Szyłobrejew Borys Aleksiejewicz, Lazurik Walentin Timofiejewicz, Jakowlew Michaił Wiktorowicz. W artykule przedstawiono podstawowe pojęcia i metody obliczeniowego i doświadczalnego wyznaczania przygranicznych rozkładów energii pochłoniętej i ładunku przestrzennego w materiałach konstrukcyjnych...

Materiały dielektryczne w sprzęcie elektronicznym są oddzielane elektrycznie, podczas gdy materiały stałe są oddzielane mechanicznie za pomocą przewodników o różnych potencjałach elektrycznych. Stosowane są do izolacji elektrycznej elementów urządzeń, do magazynowania energii pola elektrycznego (kondensatory), do produkcji części konstrukcyjnych, a także w postaci powłok na powierzchni części, do klejenia części.

Właściwości dielektryczne materiałów

Główną właściwością dielektryka jest to, że nie przewodzi prądu elektrycznego. WŁAŚCIWA REZYSTANCJA OBJĘTOŚCIOWA dielektryków jest wysoka: od 108 do 1018 omów, ponieważ prawie nie ma w nich wolnych nośników ładunku elektrycznego. Część przewodności jest spowodowana zanieczyszczeniami i defektami strukturalnymi.

Zanieczyszczeń i defektów na powierzchni ciała zawsze jest więcej, dlatego dla dielektryków wprowadza się pojęcie przewodności powierzchniowej i parametr REZYSTANCJA POWIERZCHNIOWA s, definiowana jako rezystancja mierzona pomiędzy dwoma liniowymi przewodnikami o długości 1 m, umieszczonymi równolegle do siebie w odległości 1 m na powierzchni dielektryka. Wartość s silnie zależy od sposobu uzyskania (obróbki) powierzchni i jej stanu (zapylenie, wilgoć itp.). Ponieważ powierzchniowa przewodność elektryczna zwykle znacznie przekracza przewodność objętościową, podejmuje się działania mające na celu jej zmniejszenie.

Dielektryk jest izolatorem tylko w odniesieniu do napięcia stałego. W zmiennym polu elektrycznym prąd przepływa przez dielektryk ze względu na jego polaryzację.

POLARYZACJA to proces przemieszczania związanych ładunków na ograniczoną odległość pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego.

Elektrony atomów są przesunięte w stronę bieguna dodatniego, jądra atomów - w stronę ujemnego. To samo dzieje się z jonami w kryształach jonowych, z cząsteczkami lub odcinkami cząsteczek o nierównym rozmieszczeniu naładowanych cząstek w zajmowanej przez nie objętości. W wyniku polaryzacji w dielektryku powstaje własne pole wewnętrzne, którego wektor jest mniejszy i ma przeciwny kierunek do wektora pola zewnętrznego. Pojemność elektryczna pomiędzy elektrodami z dielektrykiem jest większa niż pomiędzy tymi samymi elektrodami bez dielektryka o współczynnik, gdzie jest WZGLĘDNA CIĄGŁOŚĆ DIELEKTRYCZNA.

Podczas POLARYZACJI ELEKTRONICZNEJ, pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, powłoki elektroniczne atomów substancji ulegają deformacji. Charakteryzuje się krótkim (ok. 10-15 s) czasem ustalania i dlatego jest bezwładnościowy dla częstotliwości radiowych, nie zależy od częstotliwości, słabo zależy od temperatury i przebiega praktycznie bez strat. Substancje o przeważającej polaryzacji elektronicznej (słabo polarne dielektryki) mają niską stałą dielektryczną: od 1,8 do 2,5. Ten rodzaj polaryzacji jest nieodłącznym elementem wszystkich substancji.

POLARYZACJA JONOWA występuje w ciałach stałych jonowych, ma czas stabilizacji rzędu 10-13 s, zatem praktycznie nie zależy od częstotliwości pola, a słabo zależy od temperatury. Wartość dla większości materiałów o polaryzacji jonowej wynosi od 5 do 10.

POLARYZACJA DIPOLOWA (ORIENTACJA) objawia się orientacją pod wpływem pola polarnych cząsteczek lub grup atomów. Na przykład cząsteczki wody są polarne, w których atomy wodoru są rozmieszczone asymetrycznie względem atomu tlenu, lub chlorek winylu (monomer polichlorku winylu) H2C-CHCl. Aby przezwyciężyć interakcję cząsteczek i sił tarcia, zużywana jest energia pola, która przekształca się w energię cieplną, dlatego polaryzacja dipolowa jest nieelastyczna i ma charakter relaksacyjny. Ze względu na duże rozmiary i masy dipoli biorących udział w polaryzacji dipola, jego bezwładność jest znaczna i objawia się silną zależnością stałej dielektrycznej i strat energii od częstotliwości.

POLARYZACJA MIGRACYJNA jest spowodowana niesprężystymi ruchami słabo związanych jonów zanieczyszczeń na krótkich dystansach. Pod względem konsekwencji (utrata energii, zależność od częstotliwości) polaryzacja ta jest podobna do dipolowej.

Straty energii w dielektryku podczas polaryzacji szacuje się za pomocą KĄTA STRATY TANGENS tg. Dielektryk ze stratami w obwodzie elektrycznym jest reprezentowany jako obwód zastępczy: idealny kondensator i połączony równolegle z nim rezystor stratny. Kąt ten uzupełnia do 90o kąt przesunięcia pomiędzy prądem i napięciem na schemacie wektorowym takiej sieci z dwoma zaciskami. Dobre (słabo polarne) dielektryki mają tg10-3, które jest nieznacznie zależne od częstotliwości. Słabe dielektryki mają tg mierzone w dziesiątych części jedności lub nawet więcej, silnie zależne od częstotliwości.

Typy specjalne powstają w wyniku polaryzacji pod wpływem naprężeń mechanicznych, obserwowanej w PIEZOELEKTRYCE, a także POLARYZACJI SPONTANICZNEJ w PIROELEKTRYCE i FERROELEKTRYCE. Takie dielektryki nazywane są AKTYWNYMI i są stosowane w specjalnych urządzeniach: rezonatorach, filtrach, generatorach i transformatorach piezoelektrycznych, konwerterach promieniowania, kondensatorach o dużej pojemności właściwej itp.

WYTRZYMAŁOŚĆ ELEKTRYCZNA - zdolność dielektryka do utrzymywania wysokiej rezystywności w obwodach wysokiego napięcia. Ocenia się ją na podstawie natężenia pola przebicia Epr = Upr/d, gdzie Upr to napięcie powodujące przebicie, d to grubość dielektryka. Wymiar Epr - V/m. Dla różnych dielektryków Epr = 10...1000 MV/m, a nawet dla jednego materiału wartość ta różni się znacznie w zależności od grubości, kształtu elektrod, temperatury i szeregu innych czynników. Powodem tego jest różnorodność procesów podczas awarii. PRZEBIEG ELEKTRYCZNY powstaje w wyniku tunelowego przejścia elektronów do pasma przewodnictwa z pasma walencyjnego, z poziomów zanieczyszczeń lub metalowych elektrod, a także ich lawinowego odtwarzania w wyniku jonizacji uderzeniowej w polach o dużym natężeniu. PRZEBIEG ELEKTROTERMALNY jest spowodowany wykładniczym wzrostem przewodności elektrycznej dielektryka wraz ze wzrostem temperatury. Jednocześnie wzrasta prąd upływu, jeszcze bardziej nagrzewając dielektryk, na jego grubości tworzy się kanał przewodzący, opór gwałtownie spada, a w strefie uderzenia termicznego następuje topienie, parowanie i niszczenie materiału. PRZEBIEG ELEKTROCHEMICZNY powodowany jest zjawiskami elektrolizy, migracją jonów i w efekcie zmianami w składzie materiału. ROZKŁAD JONIZACJI następuje na skutek wyładowań niezupełnych w dielektryku zawierającym wtrącenia powietrza. Wytrzymałość elektryczna powietrza jest niższa, a natężenie pola w tych wtrąceniach jest wyższe niż w gęstym dielektryku. Ten typ rozkładu jest typowy dla materiałów porowatych. PRZERWA POWIERZCHNIOWA (rozbłysk) dielektryka następuje na skutek niedopuszczalnie dużych prądów powierzchniowych. Przy wystarczającej mocy źródła prądu w powietrzu rozwija się przebicie powierzchniowe, które zamienia się w łuk. Warunki sprzyjające tej awarii: pęknięcia, inne nierówności i zanieczyszczenia na powierzchni dielektryka, wilgoć, kurz, niskie ciśnienie atmosferyczne.

Aby zapewnić niezawodne działanie dowolnego urządzenia elektrycznego, napięcie robocze jego izolacji Uwork musi być znacznie niższe niż napięcie przebicia Ubreak. Stosunek Upr/Urab nazywany jest WSPÓŁCZYNNIKEM BEZPIECZEŃSTWA WYTRZYMAŁOŚCI IZOLACJI ELEKTRYCZNEJ.

Wykład 1.3.1. Polaryzacja dielektryków

Materiały dielektryczne

Dielektryki to substancje, które mogą być polaryzowane i utrzymywać pole elektrostatyczne. Jest to szeroka klasa materiałów elektrycznych: gazowych, ciekłych i stałych, naturalnych i syntetycznych, organicznych, nieorganicznych i pierwiastków organicznych. Ze względu na funkcje jakie pełnią dzielimy je na pasywne i aktywne. Jako materiały elektroizolacyjne stosowane są dielektryki pasywne. W aktywnych dielektrykach (ferroelektrykach, piezoelektrykach itp.) Właściwości elektryczne zależą od sygnałów sterujących, które mogą zmieniać charakterystykę urządzeń i przyrządów elektrycznych.

Na podstawie struktury elektrycznej cząsteczek rozróżnia się dielektryki niepolarne i polarne. Dielektryki niepolarne składają się z niepolarnych (symetrycznych) cząsteczek, w których pokrywają się środki ładunków dodatnich i ujemnych. Dielektryki polarne składają się z asymetrycznych cząsteczek (dipoli). Cząsteczka dipolowa charakteryzuje się momentem dipolowym - p.

Podczas pracy urządzeń elektrycznych dielektryk nagrzewa się, ponieważ część zawartej w nim energii elektrycznej jest rozpraszana w postaci ciepła. Straty dielektryczne silnie zależą od częstotliwości prądu, szczególnie w przypadku dielektryków polarnych, więc są one o niskiej częstotliwości. Jako dielektryki wysokiej częstotliwości stosowane są dielektryki niepolarne.

Główne właściwości elektryczne dielektryków i ich charakterystyki podano w tabeli. 3.

Tabela 3 - Właściwości elektryczne dielektryków i ich charakterystyka

Polaryzacja to ograniczone przemieszczenie związanych ładunków lub orientacja cząsteczek dipola w polu elektrycznym. Pod wpływem linii pola elektrycznego ładunki dielektryka przemieszczają się w kierunku działających sił, w zależności od wielkości natężenia. W przypadku braku pola elektrycznego ładunki powracają do poprzedniego stanu.

Wyróżnia się dwa rodzaje polaryzacji: polaryzację chwilową, całkowicie sprężystą, bez wydzielania energii rozpraszania, tj. bez wytwarzania ciepła, przez czas 10 -15 – 10 -13 s; polaryzacja nie następuje natychmiastowo, lecz powoli wzrasta lub maleje i towarzyszy jej rozpraszanie energii w dielektryku, tj. jest podgrzewany przez polaryzację relaksacyjną przez czas od 10 -8 do 10 2 s.

Pierwszy typ obejmuje polaryzację elektronową i jonową.

Polaryzacja elektronowa (C e, Q e)– sprężyste przemieszczenie i odkształcenie powłok elektronowych atomów i jonów w czasie 10 -15 s. Taką polaryzację obserwuje się dla wszystkich typów dielektryków i nie jest ona związana ze stratami energii, a stała dielektryczna substancji jest liczbowo równa kwadratowi współczynnika załamania światła n 2.

Polaryzacja jonowa (C i, Q i) jest charakterystyczna dla ciał stałych o budowie jonowej i jest spowodowana przemieszczeniem (oscylacją) elastycznie związanych jonów w węzłach sieci krystalicznej w czasie 10 -13 s. Wraz ze wzrostem temperatury przemieszczenie wzrasta i w wyniku osłabienia sił sprężystych pomiędzy jonami, współczynnik temperaturowy stałej dielektrycznej dielektryków jonowych okazuje się dodatni.

Drugi typ obejmuje wszystkie polaryzacje relaksacyjne.

Polaryzacja dipolowo-relaksacyjna (C dr, r dr, Q dr) związany z termicznym ruchem dipoli podczas wiązań polarnych między cząsteczkami. Obracanie dipoli w kierunku pola elektrycznego wymaga pokonania pewnego oporu i uwolnienia energii w postaci ciepła (r dr). Czas relaksacji jest tu rzędu 10 -8 – 10 -6 s - jest to okres czasu, w którym uporządkowanie dipoli zorientowanych przez pole elektryczne po usunięciu pola będzie się zmniejszać na skutek obecności ruchów termicznych przez 2,7 razy od wartości początkowej.

Polaryzacja relaksacyjna jonów (C ir, r ir, Q ir) obserwowane w szkłach nieorganicznych i niektórych substancjach z luźnym upakowaniem jonów. Luźno związane jony substancji pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego w wyniku chaotycznych ruchów termicznych otrzymują nadmierne udary w kierunku pola i przemieszczają się wzdłuż jego linii pola. Po usunięciu pola elektrycznego orientacja jonów słabnie zgodnie z prawem wykładniczym. Czas relaksacji, energia aktywacji i częstotliwość drgań własnych występują w ciągu 10 -6 - 10 -4 s i są powiązane prawem

gdzie f jest częstotliwością drgań własnych cząstek; v - energia aktywacji; k – stała Boltzmanna (8,63 · 10 -5 EV/stopień); T – temperatura bezwzględna według K0.

Elektroniczna polaryzacja relaksacyjna (C er, r er, Q er) powstaje w wyniku wzbudzonych energii cieplnych nadmiaru, wadliwych elektronów lub „dziur” w czasie 10 -8 – 10 -6 s. Jest charakterystyczny dla dielektryków o wysokich współczynnikach załamania światła, dużym polu wewnętrznym i elektronicznym przewodnictwie elektrycznym: dwutlenek tytanu z zanieczyszczeniami, Ca+2, Ba+2, szereg związków na bazie tlenków metali o zmiennej wartościowości – tytan, niob, bizmut. Przy tej polaryzacji występuje wysoka stała dielektryczna, a w temperaturach ujemnych zależność temperaturowa e (stała dielektryczna) osiąga maksimum. e dla ceramiki zawierającej tytan maleje wraz ze wzrostem częstotliwości.

Polaryzacja strukturalna wyróżnić:

Polaryzacja migracji (C m, r m, Q m) zachodzi w ciałach stałych o niejednorodnej strukturze, z makroskopowymi niejednorodnościami, warstwami, granicami faz lub obecnością zanieczyszczeń w czasie rzędu 10 2 s. Polaryzacja ta objawia się przy niskich częstotliwościach i wiąże się ze znacznym rozpraszaniem energii. Przyczynami takiej polaryzacji są wtrącenia przewodzące i półprzewodnikowe w technicznych, złożonych dielektrykach, obecność warstw o ​​różnej przewodności itp. Na styku warstw dielektryka i warstw elektrod gromadzą się ładunki wolno poruszających się jonów – jest to efekt międzywarstwowej lub strukturalnej polaryzacji wysokonapięciowej. W przypadku ferroelektryków są polaryzacja spontaniczna lub spontaniczna, (C sp, r sp, Q sp), gdy następuje znaczne rozproszenie energii lub wydzielanie ciepła w wyniku przemieszczania się domen (oddzielnych obszarów, wirujących powłok elektronowych) w polu elektrycznym, tj. nawet przy braku pola elektrycznego w substancji występują momenty elektryczne, a przy pewnym zewnętrznym następuje nasycenie natężenia pola i obserwuje się rosnącą polaryzację.

Klasyfikacja dielektryków ze względu na rodzaj polaryzacji.

Pierwsza grupa to dielektryki o polaryzacji chwilowej elektronicznej i jonowej. Struktura takich materiałów składa się z cząsteczek obojętnych, może być słabo polarna i jest charakterystyczna dla materiałów stałych krystalicznych i amorficznych, takich jak parafina, siarka, polistyren, a także materiałów ciekłych i gazowych, takich jak benzen, wodór itp.

Druga grupa to dielektryki o polaryzacji elektronowej i dipolowo-relaksacyjnej - są to polarne substancje organiczne, ciekłe, półpłynne, stałe, takie jak związki kalafonii olejowej, żywice epoksydowe, celuloza, chlorowane węglowodory itp. materiały.

Trzecia grupa to stałe dielektryki nieorganiczne, które dzielą się na dwie podgrupy różniące się właściwościami elektrycznymi - a) dielektryki o polaryzacji elektronicznej i relaksacyjnej, takie jak kwarc, mika, sól kamienna, korund, rutyl; b) dielektryki o polaryzacji relaksacyjnej elektronicznej i jonowej - są to szkła, materiały z fazą szklistą (porcelana, micalex itp.) oraz dielektryki krystaliczne z luźnym upakowaniem jonów.

Czwarta grupa to dielektryki posiadające polaryzacje chwilowe i strukturalne elektronowe i jonowe, charakterystyczne dla wielu materiałów pozycyjnych, złożonych, warstwowych i ferroelektrycznych.