Диэлектрическая постоянная связь с частотой тока

Диэлектрическая постоянная. При определении диэлектрической постоянной следует иметь в виду, что значение ее, как и других показателей, в известной степени зависит от частоты тока, применяемого в опытах. Эта зависимость, как уже было отмечено (стр. 170), связана с тем обстоятельством, что элементы структуры каучука — звенья его молекулярных цепей — [c.177]

Прежде всего коснемся этой группы соединений, т. е, изоляторов, или диэлектриков. Если поместить плитку твердого тела или жидкость между двумя электродами, к которым приложена переменная электродвижущая сила, ю окажется, что электроны смещаются относительно ядра атомов в образце, совпадая по фазе с полем. Максимальная скорость смещения заряда достигается при нулевых напряжениях, так как при этом поле изменяется наиболее быстро, следовательно, предельные значения тока сдвинуты по фазе на 90° относительно напрял<ения. Условно, представим себе такой ток в виде вектора, перпендикулярного вектору напряжения, Этот пример иллюстрирует чисто емкостной ток поляризуемость среды, т. е. возможное смещение электронов, определяет величину тока. Ток, вызванный смещением электронов, очевидно, существует при всех частотах У всех веществ и накладывается на любой другой токопроводящий механизм. Он измеряется с помощью оптической диэлектрической постоянной е,, которая равна квадрату показателя преломления. Например, твердые тела, содержащие галоиды, обладают большей поляризуемостью, чем такие углеводороды, как парафины, так как электроны галоидных атомов значительно легче смещаются, чем прочно связанные электроны С—С и С—Н связей. [c.266]

Выше было рассмотрено влияние температуры и влажности среды, частоты, напряженности электрического поля и состава полимеров на их электрические свойства. Некоторую роль играют также и другие, не рассмотренные выше факторы. Поэтому в тех случаях, когда электрические свойства играют определяющую роль в выборе материала, необходимо определять их в предполагаемых условиях эксплуатации. Довольно часто для характеристики электрических свойств материала используют величину тангенса угла диэлектрических потерь при 1000 гц или 1 Мгц. Как было показано выше, такая характеристика совершенно недостаточна и часто может лишь вводить в заблуждение. Измерение диэлектрических характеристик материала и сопротивления при постоянном токе могут использоваться для косвенной оценки тех или иных превращений, происходящих в полимере. Например, с помощью этого метода можно проследить за ходом процесса сшивания полимера, определить присутствие в нем влаги или таких дефектов, как пустоты г расслоения наполнителя и связующего в слоистых пластиках. Прл этом очень важно правильно подобрать условия эксперимента температуру, напряжение, частоту. Так, присутствие влаги лучше всего обнаруживается при частоте около 1 гц для этих испытаний была создана специаль- [c.164]

Наиболее эффективно оборудование для высокочастотного предварительного нагрева пластмасс. Оно состоит из двух основных частей лампового высокочастотного генератора и технологического устройства. Для диэлектрического нагрева в отечественной промышленности используют преимущественно генераторы с самовозбуждением (автогенераторы). Отличие автогенератора от генератора с независимым возбуждением состоит в том, что в первом из них напряжение возбуждения подается на сетку лампы не от постороннего источника э. д. с., а от собственной системы колебательных контуров через обратную связь, причем частота колебаний определяется параметрами колебательной системы. Процесс самовозбуждения состоит в возникновении переменного тока определенных мощности и частоты за счет преобразования энергии источника постоянного тока, питающего анодную цепь лампы. Автогенератор может содержать один или несколько колебательных контуров. Электронная лампа в автогенераторе не только поддерживает колебания в его колебательной системе за счет источника постоянного тока, но, являясь нелинейным элементом, ограничивает эти колебания по амплитуде. [c.307]

Поскольку поляризуемость полимерного диэлектрика непосредственно связана с релаксационными процессами, и диэлектрическая проницаемость е, и коэффициент диэлектрических потерь е1 б зависят от температуры и частоты внешнего поля (рис. 42). При постоянной температуре в зависимости от увеличения частоты поля диэлектрическая проницаемость меняется от ео — значения, соответствуюшего постоянному току ((о = 0), до е , — значения, соответствующего полю бесконечно большой частоты. При (о=1/т наблюдается резкое падение диэлектрической проницаемости и максимум коэффициента диэлектрических потерь. [c.104]

Для оценки х, когда известны г, й и т, существует несколько различных методов. Один из них основывается на зависимости е от частоты электрического тока. Если для измерения диэлектрической постоянной пользоваться низкочастотными токами, то оказывается, что диэлектрическая постоянная не зависит от частоты. Однако при более высоких частотах диэлектрическая постоянная становится функцией частоты, так как время, необходил ое для перемены диполем направления своей ориентации на 180°, превышает уже то время, которое требуется для завершения одного цикла переменного тока, а следовательно, дуга колебаний диполя будет здесь меньше 180°. При дальнейшем повышении частоты ориентационная поляризация Ро полностью исчезает в связи с тем, что медлительные дипольные молекулы не могут более поспевать за быстрыми переменами направления поля, а потому здесь Р=Рв-гРа-Если частота продолжает нарастать, то в конце концов достигается такая точка, в которой уже и тяжелые атомные ядра также не смогут более приспособляться к быстрой перемене направления тока, и тогда уравнение (3) примет видР=Рб. Если работать в области тех высоких частот, при которых Р = Ре+Ра, и воспользоваться приближенным уравнением Максвелла п = е, то из уравнений (2) и (3) мы получим [c.492]

Для детального изучения механизма релаксационных явлений протекающих в полимерных системах, применяют разные диэлектрические методы, относящиеся к методам релаксационной спектрометрии . Для частот V 10 Гц прямые измерения диэлектрических потерь связаны с большими экспериментальными трудностями. При изучении молекулярной подвижности в полимерах диэлектрическим методом в частотном диапазоне 10 —10 Гц применяют метод постоянного тока. С этой целью используют данные по температурным зависимостям термодеполяризацианных токов I, функции деполяризации 11) и других параметров, зависящих от сквозного тока. [c.254]

Емкостные методы связаны с тем, ято диэлектрическая проницаемость диэлектрика зависит от воздействия электрич. поля, создающего поляризацию — смещение и ориентацию электронов и ионов. Количественной характеристикой поляризации служит ее вектор. Различают поляризацию упругую (без тепловыделения) и релаксационную (с тепловыделением). Последняя может быть дипольно-релаксационной, ионно-релаксационной и электронно-релаксационной. Наличие лишь одной электронно-релаксационной поляризации приводит к наинизшему значению диэлектрич. проницаемости е (для неполярных жидкостей, обычно ниже 2,5), близкому к квадрату показателя преломления света, Дипольно-релакса-ционная поляризация, присущая полярным диэлектрикам, характеризуется гораздо более высокими значениями е для воды е в десятки раз выше, чем для неполярных жидкостей. С возрастанием темп-ры е полярного диэлектрика вначале увеличивается, проходит через максимум и затем постепенно снижается. Наивысшее значение е=е, имеет в постоянном электрич поле. С увеличением частоты, но при небольших ее значениях, диполи успевают ориентироваться в соответствии с переменным полем, и диэлектрич. проницаемость остается почти постоянной — близкой к Ец. Дальнейшее увеличение частоты приводит к тому, что диполи уже не успевают следовать за полем, ориентировка их осуществляется с постепенно уменьшающейся амплитудой, диэлектрич. проницаемость снижается и при неограниченном возрастай I частоты стремится к минимальному значению е ,. обусловленному лишь электронно-релаксационпои поляризацией. Диэлектрик, помещенный в переменном электрич. поле, нагревается за счет диэлектрич. потерь, обусловленных поляризацией, активным сопротивлением, неоднородностью структуры и ионизацией. Общей количественной характеристикой служит угол диэлектрич. потерь б (или тангенс этого угла), к-рый дополняет до 90° угол сдвига фаз между током и напряжением, приложенным к конденсатору, между обкладками к-рого находится данный диэлектрик. При отсутствии активного сопротивления 6=0, а при отсутствии емкостного 6=90°. [c.154]

С молекулярным строением веществ, их диэлектрической проницаемостью тесно связана другая электрическая характеристика — удельная проводимость материалов. Электрическая проводимость диэлектриков обусловлена передвижением ионов внутри самого диэлектрика, а чаще всего наличием полярных примесей. Дипольная поляризация диэле чтриков сопровождается превращением части электрической энергии в тепло из-за трения, возникающего между молекулами или звеньями высокомолекулярных цепей. При постоянном токе молекулы и отдельные звенья ориентируются один раз после приложения напряжения, тогда как в переменных электромагнитных полях они ориентируются непрерывно дважды за период. Потери электромагнитной энергии при этом, называемые диэлектрическими, в переменных полях ощутимы тем больше, чем выше частота. Удельные диэлектрические потери 0 в образце материала при наложении переменного электромагнитного поля определяются выражением [c.108]

Первой работой, положившей начало исследованиям высокочастотного распыления, по-видимому, явилась статья Робертсона и Клаппа, опубликованная в 1933 г. [120]. Авторы наблюдали удаление материала с6 стенок стеклянной газоразрядной трубки, когда в ней при помощи внешних электродов зажигался высокочастотный разряд. Продолжая их исследования, Хэй [121] установил, что удаление материала было обусловлено его распылением, и что оно происходило только в тех случаях, когда используемая частота была- достаточно высокой. Однако причину этого явления понять не удалось. Спустя десять лег Лодж и Стюарт [122] получили дополнительные данные, свидетельствующие о том, что материал удалялся путем распыления, и связали это распыление с появлением отрицательного заряда на поверхности диэлектрика, находящейся под высокочастотным электродом. В 1957 г. Левитскнй [123] провел зондовые измерения потенциала и исследовал распыление материала в высокочастотном разряде с внутренними металлическими электродами. В 1962 г. Андерсон с сотрудниками [124], на основании предположения, выдвинутого ранее Венером [125], показали, что в трехэлектродной распылительной разрядной трубке с помощью внешнего высокочастотного электромагнитного поля можно осуществлять очистку внутренних поверхностей стенок, и предположили, что подобным образом можно наносить и диэлектрические пленки. Впоследствии этот общий принцип был положен в основу разработанного Дэвидсом и Майсселом метода, позволяющего достаточно быстро наносить диэлектрические пленки на подложки большой площади [54, 126]. Авторы показали также, что трехэлектродная система ионно-плазменного распыления для этой цели совсем не обязательна и что можно использовать устройство, сходное с системой ионного распыления на постоянном токе. [c.444]