Заряд распределение на диэлектрике

Исследование электрических характеристик молекул дает важную информацию о распределении зарядов в молекуле и открывает возможность установления многих свойств молекулы, обусловленных ее электрической симметрией. При этом следует выбирать такие электрические свойства молекул, которые были бы доступны теоретической интерпретации. Классическая теория поляризации диэлектриков показывает, что подобные свойства молекул проявляются в поведении вещества в электрическом поле. [c.5]

Систему двух фосфолипидных бислоев, находящихся в водном электролите, в общем случае можно представить следующим образом (рис. 9.5) В точках 2 = 0 и г = к находятся границы раздела липид/электролит, в точках г = Ь и г = к—Ь находятся плоскости, равномерно покрытые электрическими зарядами с поверхностной плотностью а и электрическими диполями с поверхностной плотностью нормальной составляющей р,. В полупространствах 2<0 и г>Ь находится диэлектрик (электрическое поле в котором отсутствует) в слое 0<г<к находится водный электролит с дебаевской длиной экранирования Распределение электрического потенциала в электролите определяется уравнением [c.163]

Рис. II 1.2. Модель распределения зарядов в диэлектрике для расчета локального поля в центре сферы с радиусом Го

Как мы показали ранее [9], формуле (3) соответствует эмпирическая функция распределения плотности зарядов в ионной атмосфере , изображаемая ломаной линией, состоящей из двух отрезков прямых проходящих через начало координат. Такой функции распределения, вытекающей из опытных данных о свойствах концентрированных растворов, соответствует представление об ионах как о точечных зарядах, распределенных в непрерывном диэлектрике по закону линейной зависимости плотности электрического заряда от потенциала, причем диэлектрическая проницаемость, удельный объем и коэффициент сжимаемости воды вне сферы некоторого радиуса р, описанного вокруг иона (наружная граница слоя вторичной сольватации иона), имеют обычную величину (ео, г о, Ро), а внутри этой сферы приобретают иное постоянное значение (е , р ). Вводить в рассмотрение так называемый ионный диаметр не следует, так как при этом все формулы усложняются и линейной зависимости от / С мы уже не ползшим. [c.129]

Под статическим электричеством понимают явления, сопровождающие, состояние покоя электрических зарядов, распределенных на поверхности технологического оборудования или в объеме диэлектрика, а также на поверхности изолированного проводника. [c.190]

Для получения наиболее простого уравнения, связывающего скорость относительного движения фаз с параметрами, определяющими свойства дисперсионной среды (вязкость, диэлектрическая проницаемость), двойного электрического слоя ( -потенциал) и внешнего электрического поля (напряженность), необходимо задаться некоторыми ограничениями 1) толщина двойного электрического слоя значительно меньще радиуса пор, капилляров твердой фазы (радиуса кривизны поверхиости твердой фазы) 2) слой жидкости, непосредственно прилегающий к твердой фазе, неподвижен движение жидкости в порах твердой фазы ламинарное и подчиняется законам гидродинамики 3) распределение зарядов в двойном электрическом слое не зависит от приложенной разности потенциалов 4) твердая фаза является диэлектриком, а жидкость проводит электрический ток. [c.220]

На рис. У.55 показаны некоторые стадии распределения зарядов. Они соответствуют дисперсии сферических частиц, помещенных между параллельными пластинами конденсатора, к которым приложено напряжение переменного тока. Заряд, вызванный электростатической индукцией (V), накапливается вблизи электродов и фазовых границ. На границах фаз имеется два вида зарядов связанный (о) и несвязанный ( ). Первый заряд — электростатический, связанный с фазовой границей, не может разрядиться, второй — способен перемещаться через фазовые границы диэлектриков и быстро разряжаться на электродах. Эти особенности не свойственны каждому заряду, а лишь в среднем являются функцией электропроводности и диэлектрической проницаемости двух фаз, образующих границу. [c.386]

Под действием внешнего электрического поля в диэлектриках (к которым относятся и многие полимеры) нарушается статистически равновесное распределение электрически заряженных частиц, что приводит к появлению отличного от нуля результирующего электрического момента, т. е. наступает поляризация. Поляризацию количественно характеризуют вектором поляризации Р, равным электрическому моменту единицы объема диэлектрика. Если диэлектрик однороден и смещение зарядов одинаково во всех точках, то вектор Р одинаков по всему диэлектрику. Такую поляризацию называют однородной. Поверхностная плотность поляризационных зарядов равна нормальной составляющей Р в данной точке поверхности. [c.231]

Под действием внешнего электрического поля в диэлектриках (к которым относятся и многие полимеры) нарушается статистически равновесное распределение заряженных частиц, появляется отличный от нуля результирующий электрический момент, возникает поляризация. Электрическим или дипольным моментом системы зарядов называют вектор 1 = 2 г1г (где qi — заряд г-й частицы 1г — плечо -го диполя). Вектор дипольного момента каждого элементарного диполя направлен от отрицательного заряда к положительному. [c.173]

Модель реакции с малым перекрыванием электронных орбиталей (Маркус). Предполагается, что электрон переносится от одной частицы к другой при малом перекрывании орбиталей. В переходном состоянии электрическая поляризация растворителя не равна равновесному значению, соответствующему распределению зарядов. Реагенты рассматриваются как сферы с радиусами г а и Гв, каждая сфера окружена областью насыщенного диэлектрика с радиусом г. [c.106]

Распределение зарядов внутри молекул диэлектрика может быть различное и оно существенно влияет на поведение диэлектрика в электрическом поле. Диэлектрики делят на две группы неполярные и полярные. [c.53]

В отличие от диэлектриков проводники имеют свободные заряды, которые при прохождении проводника во внешнем электрическом поле приходят в движение. В результате в проводнике возникают заряды противоположного знака по направлению к вектору поля. Поле этих зарядов направлено противоположно внешнему полю и ослабляет его внутри проводника (рис. 22). Перераспределение носителей заряда происходит до тех пор, пока напряженность внутри проводника не станет равной нулю ( =0), а напряженность поля на поверхности проводника будет направлена по нормали к поверхности ( = )- Такое распределение приводит к тому, что часть линий напряженности внешнего поля разрывается проводником, таким образом, поле внутри проводника равно нулю. [c.47]

В полупроводниковых Г. с кристаллическими чувствит. элементами измеряют проводимость монокристалла или более сложной полупроводниковой структуры с р-и-переходами при изменении зарядового состояния пов-сти, т.е. концентрации или распределения зарядов на ней. Напр., для определения Н используют чувствит. элементы в виде системы слоев металл - диэлектрик - полупроводник (канальные транзисторы), причем верх, металлич. слой получают из Pd или его сплавов. Изменение зарядового состояния пов-сти достигается изменением контак Ь ной разности потенциалов между полупроводником и Й при растворении в последнем Н , присутствующего в анализируемой смеси. Диапазон измеряемых концентраций в инертных газах 10 " -10" %. [c.460]

Если бы мы вырезали и удалили из диэлектрика сферу 5, то поле в образовавшейся сферической полости было бы равно полю Еь Поскольку заряды, возбуждающие это поле, находятся вне сферы 5, при определении Е] можно пренебречь атомистической структурой диэлектрика и заменить совокупность его молекул непрерывно распределенным по его объему электрическим моментом плотности вектора Р. Далее, поскольку сфера имеет бесконечно малые размеры, вектор диэлектрической поляризации Р окружающего сферу диэлектрика будет иметь значение, постоянное по величине и направлению. [c.179]

К вопросу о вычислении объемной плотности силы, действующей на диэлектрик в электрическом поле, можно подойти и с другой точки зрения, выражая ее не через фактически существующее поле, а через то поле Е, которое создавалось бы заданными источниками в отсутствие диэлектрика. При этом предполагается, что распределение зарядов, создающих поле, не меняется при внесении тела в поле. [c.182]

Однако столь четкое разграничение зон характерно для переработки однородных диэлектрических материалов и транспортирования жидких диэлектриков. При перемещении двухфазных потоков распределение в пространстве зон разряда в значительной степени зависит от электрических характеристик материала и режима транспортирования. Так, при определенных условиях сыпучий материал может терять часть приобретенного заряда (разряжаться) на поворотах пневмотранспортной линии, где снижается его скорость и увеличивается концентрация. В циклонных аппаратах наряду с потерей заряда материалом может происходить и его дополнительная подзарядка. [c.204]

Таким образом, статистическое распределение сроков службы электретов из иленок Ф-4-МБ-2 в условиях повышенной влажности и зависимость среднего срока службы от напряженности поля Ж = и 1к описываются теми же закономерностями, что и при электрическом старении полимерных диэлектриков. Возможно, что такие резкие снижения сопровождаемые нарушением равномерности потенциального " рельефа, обусловлены наличием дефектов типа углублений или мельчайших сквозных отверстий в полимерной пленке, по которым проникает влага с последующим образованием проводящего канала и разрядкой части поверхности электрета. Следует отметить, что даже при Un = 200 В заряд в электретах из пленки Ф-4-МБ-2 толщиной 10 мкм при влажности 98 % сохраняется не более 100 сут. Сравнительные испытания электретов в эксикаторах с дистиллированной водой и с 3 %-ньш раствором Na l (предупреждающим выпадение росы) показали, что выпадение росы на образце существенно ускоряет релаксацию заряда. [c.201]

В итоге для того, чтобы происходила ассоциация ионов, подходящая потенциальная энергия взаимодействия зарядов плюс уменьшение помех молекулярному движению, обусловленных взаимодействием растворителя с зарядами, должны уравновешивать уменьшение в функции распределения, сопровождающее обмен трех поступательных степеней свободы на две вращательные и одну колебательную степени в ионной паре, плюс потерю электростатической энергии при взаимодействии растворителя с зарядами. Равновесие этих факторов, типичных для бесструктурного диэлектрика, видоизменяют [c.544]

Метод термостимулированных токов деполяризации (ТСД или ТСТД) состоит в том, что сначала при достаточно высокой температуре производят поляризацию образца под действием напряжения, при которой носители перемещаются по диэлектрику и захватываются на ловушках, в результате чего создается определенное распределение объемного заряда. Затем образец охлаждают и только после этого источник напряжения отключают от электродов. Подсоединяя электроды к измерительному прибору с самописцем и осуществляя нагрев по линейному закону Т — Та- - р/, наблюдаем один или несколько максимумов тока ТСД. [c.17]

Электроосмос — процесс, в основе которого лежат электрокинетические явления, обусловленные наличием на границе фазового раздела двойного электрического слоя, толщина которого соизмерима с размерами молекул. Двойной электрический слой можно рассматривать как плоскопараллельный конденсатор, распределение зарядов в котором не зависит от налагаемого электрического поля. Твердая фаза (мембрана) представляет собой диэлектрик, а разделяемая жидкая смесь — проводник. Объем жидкости V, протекающий через мембрану при электроосмосе, может быть определен из следующего уравнения [c.36]

В диэлектриках после приложения к образцу постоянной разности потенциалов и плотность тока уменьшается со временем т вследствие установления в образце диэлектрич. поляризации (см. Диэлектрическая проницаемость), а также приэлектродной поляризации, обусловленной затруднениями при переходе зарядов через поверхность раздела электрод — диэлектрик. В полимерных диэлектриках возникающая при этом обратная разность потенциалов р одного порядка с и. Поэтому при расчете 7 по ф-ле (1) нужно учитывать, что на носители зарядов действует поле напряженности Е= (и—р)1Ь, где к — толщина образца. Это выражение справедливо, если р целиком обусловлена скоплением объемных зарядов в приэлектродных областях при этом распределение потенциала по толщине нелинейно. [c.470]

При чрезмерном увеличении расстояния между выступами поверхности возникает исключительно большой точечный заряд, но ввиду его малой плотности результирующая напряженность электрического поля будет ниже, чем при равномерном распределении электрического заряда. Такой точечный заряд на поверхности диэлектрика с высоким электрическим сопротивлением может сохраняться очень долго, потому что [c.93]

Наведенные диполи возникают только при внесении диэлектрика в электрическое поле. Под влиянием последнего в неполярных молекулах диэлектрика происходит смещение зарядов, их распределение становится несимметричным, т. е. появляются индуцированные диполи. Момент т каждого из этих диполей пропорционален напряженности приложенного поля Е [c.247]

В настоящее время общепризнанной является теория электретов Гросса [40]. Распределение зарядов внутри монокристаллов связывается с разделением положительных и отрицательных центров или с ориентацией диполей. Исчезновение объемной поляризации может вызывать электрошумовые биения. Кроме того, иногда возникают поверхностные заряды вследствие пробоя диэлектрика (воздуха) между электродом и электретом. Поверхностный заряд исчезает не так быстро, как объемный, и часто он бывает достаточно велик, чтобы изменить полярность электрета. Такое явление наблюдается довольно часто. Поверхностные заряды могут существовать на таких веществах, как парафиновый воск и полистирол, которые не обнаруживают никакого диэлектрического поглощения. Зная механизм образования поверхностного заряда, можно предполагать, что он не однороден по всей поверхности, и это можно обнаружить, распыляя по поверхности порошрк. Получающаяся при этом на поверхности электрета картина рассмотрена в работе Желудева и Фридкина [156]. [c.670]

В физическом смысле емкость диффузного слоя не сводится к некоторому условному конденсатору, поскольку заряд распределен в диэлектрической среде (растворителе), а не сосредоточен на поверх ности диэлектрика Тем не менее под действием приложенной разности потенциалов этот диспфсный заряд смещается, порождая тем самым вполне измеряемую емкость. Аналогичная ситуация имеет место для объемного заряда электронов в полупроводнике, который ведет себя как некоторая емкость. [c.70]

При этом на поверхностях диэлектрика (полимера) появятся поверхностные заряды с плотностью сгэфф. Полагая, что значения ОэФФ полностью учитывают поведение и распределение зарядов внутри диэлектрика, имеем для верхней и нижней поверхности диэлектрика [c.37]

Если внутренняя и внешняя жидкости представляют собой идеальные диэлектрики и на межфазной поверхности нет свободных зарядов или жидкость в капле обладает высокой проводимостью, а внепгаяя жидкость — изолятор, то внешнее электрическое поле приводит к появлению распределенной по поверхности капли силе, обусловленной разрывом электрического поля на межфазной поверхности [55]. Эта сила перпендикулярна межфазной поверхности и направлена от жидкости с большей диэлектрической проницаемостью или от [c.270]

Из приведенных выше формул видно, что легче всего поляризуются частицы электропроводного вещества (металла в частности) в диэлектрической непроводящей среде и, следовательно, суспензии металлов должны иметь наибольшую склонность к самопроизвольной поляризации, т. е. к появлению у них сегнетоэлектриче-ских свойств. Как уже отмечалось в комментарии к формуле (3.9.29), для этого должно выполняться условие иа > 3. Так как концентрация частиц п есть величина порядка ф / а , то в суспензиях металлов, согласно формуле (3.9.37), указанное условие спонтанной поляризации сводится к неравенству ф > 1/е. Тогда суспензия металла должна превратиться в сегнетоэлектрик при объемной доле металлических частиц во взвеси Ф > 1/е. Однако это предсказание теории не оправдывается. Более того, даже предельно концентрированные суспензии металлов в твердой среде (например парафин, канифоль и др.) ведут себя как обычные диэлектрики с умеренной величиной диэлектрической проницаемости. Разумеется, что при этом должен быть исключен гальванический контакт между частицами, поскольку при этом суспензия станет электропроводной. Следует отметить, что получить суспензию с высокой электропроводностью не менее трудно, чем обеспечить ее полное отсутствие. Для этого нужно совместить наличие хороших контактов между соседними частицами с их высокой концентрацией и равномерным распределением в диэлектрической среде. На самом деле эти требования являются взаимоисключающими, так как наличие контактов означает коагуляцию частиц (их комкование), что не позволяет достичь высокой концентрации и равномерности распределения в среде. Возможно, что сегнетоэлектрическое состояние металлических суспензий не реализуется именно потому, что не удается полностью исключить их электрическую проводимость. Ведь наличие сегнетоэлектрических свойств предполагает, что выделившиеся на некоторых поверхностях заряды не стекают за счет проводимости суспензии. В связи с этим следует обратить внимание на два обстоятельства. Первое связано с тем, что сегнетоэлектрики, как и ферромагнетики, должны иметь доменную структуру, т. е. состоять из областей микроскопических размеров, в пределах которых суспензия поляризована (намагничена) однородно. Поляризация соседних областей при этом различна по направлению. В ферромагнетиках по обе стороны междоменной границы могут сосуществовать как одноименные, так и разноименные магнитные заряды — полюса доменов. Очевидно, что в электрических аналогах ферромагне- [c.652]

Рис. 3. Зависимости от времени плотности гока (а), плотности инжектированного заряда и электрической емкости (б), а также распределение инжектированного заряда по толщине плоского образца (в) для безлову-шечного диэлектрика, рассчитанные соответственно по выражениям (19) —(27).

В одной из последних работ [141] изучалось развитие предпробивных явлений в тщательно очищенной (деионизованной) воде, применяемой в качестве диэлектрика в современных импульсных накопителях энергии. С помощью интерферометра Маха — Цендера, электронно-оптического преобразователя и высокоскоростной фоторегистрации изучено изменение распределения поля в разрядном промежутке непосредственно перед пробоем и обнаружено возникновение зон интенсивного оптического возмущения на расстоянии около 200 мкм от катода и шириной около 100—150 мкм, распространяющихся со скоростью звука от катода к аноду. При достижении одной из зон анода развивается разряд к аноду и устанавливается окончательный пробой разрядного промежутка. Морозов и Кучинский [141] полагают, что наиболее возможной причиной распространения таких пред-пробойных зон возмущения в воде является движение в канале возмущения под действием электрического поля отрицательного заряда, возникшего в диэлектрике в результате инжекции электронов с катода и их захвата молекулами воды. Однако сам механизм такого движения, происходящего со скоростью звука, пока не ясен. Возможно, он сопровождается эстафетной передачей электронов от молекулы к молекуле и распространением вследствие этого ударной волны за счет динамических усилий в головке канала возмущения. [c.154]

Электризация полимерных пленок в электрическом поле осуществляется также с использованием жидкостного контакта, который создается путем введения небольщого количества жидкости (вода, спирт) в зазор между диэлектриком и электродом. На границе раздела жидкость — полимер образуется двойной заряженный слой, обеспечивающий плотный контакт между ними. Носители заряда инжектируются из жидкостного электрода в диэлектрик, заряжая его до разности потенциалов Уь, близкой к приложенному напряжению У. Использование жидкостного электрода позволяет просто регулировать начальную плотность заряда и получать электреты с однородным распределением потенциала по поверхности. [c.193]

Такой подход к рассмотрению конденсированных фаз может быть оправдан лишь при больших расстояниях между заряженными частицами, допускающих применение кулоновского закона, точно так же, как и в случае разреженного ионизированного газа. Кроме того, между заряженными частицами должно быть достаточное количество диэлектрика, чтобы можно было проводить срещение Следовательно, и Ф, и е являются макроскопическими величинами, поэтому совершенно бессмысленно обсуждать изменения Ф и е на расстояниях порядка молекулярных размеров. Чтобы вычислить энергию, необходимую для перемещения заряженной частицы из однрй фазы в другую, требуется рассмотреть дополнительно энергию взаимодействия частицы с растворителем и характер распределения заряда вблизи поверхности раздела фаз. [c.87]

Двойной электрический слой — это пространственное распределение элск трических зарядов на граница,> соприкосновения дву.х фаз. Такое распреде лен.че зар.чдов наблюдается на границе металл — метал.1, металл — вакуум, металл — газ.. металл — полупроводник, металл - диэлектрик, диэлектрик диэлектрик, жидкость — твердое тело, жидкость — жидкость, жидкость — га.) Толщина двойного электрического слоя на границе раздела дву.х фаз соо7 аетствует диаметру иона (10 м). [c.356]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология