Поляризация диэлектриков дипольная

Потери вследствие замедленной поляризации диэлектрика (дипольно-релаксационной ионно-релаксационной) являются наиболее суш,ественными диэлектрическими потерями. [c.87]

Исходя из этого, диэлектрик в электрическом поле представ ляется составленным из отдельных элементарных областей — диполей, ориентированных в одном направлении. Таким образом, поляризацию диэлектриков можно определить как состояние вещества, характеризующееся наличием дипольного момента у конечного по размерам элемента его объема, взятого в любом месте диэлектрика. [c.130]

Таким образом, на поляризацию диэлектрика и величину его диэлектрической проницаемости влияют следующие факторы, связанные непосредственно со строением вещества дипольный момент молекул количество диполей в единице объема вещества особенности структуры, определяющие взаимосвязь молекул. Так как в качестве электроизоляционных материалов применяют сложные высокомолекулярные вещества, важно выяснить, как эти показатели изменяются по мере усложнения молекул, т. е. с увеличением молекулярного веса. [c.62]

Поляризация диэлектрика обусловлена преимущественной ориентацией дипольных моментов полярных молекул в направлении поля ориентационная, или дипольная поляризация), а также появлением у молекул индуцированных дипольных моментов. Последние возникают вследствие смещения электронных оболочек атомов относительно ядер электронная поляризация), а также при смещении атомов молекулы друг относительно друга атомная поляризация). [c.208]

Ре — вектор поляризации, равный дипольному моменту единицы объема диэлектрика. [c.271]

Поляризация тел и вектор электрического смещения. Мы уже имели возможность убедиться, что все тела электронейтральны и их суммарные дипольные моменты равны нулю. Однако под воздействием внешней энергии можно изменить это относительно устойчивое состояние, тогда результирующий дипольный момент окажется отличным от нуля. В этом случае говорят, что тело поляризовано. Рассмотрим поляризацию диэлектриков и проводников под влиянием внешнего электрического поля. [c.45]

Электрическую релаксацию полимеров можно наблюдать как в постоянном, так и в переменном электрическом поле. При включении постоянного электрического поля в полимере возникает ток, уменьшающийся со временем (ток поляризации). По установлении в диэлектрике дипольной поляризации ток перестает зависеть от времени и тогда по остаточному току можно определить электрическую проводимость полимера у, зависимость которой от температуры описывается выражением [c.237]

Полная поляризация диэлектрика, имеющего постоянные дипольные моменты, складывающаяся из поляризации деформации и поляризации ориентации, согласно уравнению, выведенному Дебаем, равна [c.171]

Первая точка зрения развивается в работах Хюккеля [1], 3. С. Друт-мана 2] и ряда других авторов. Для объяснения наблюдаемых зависимостей диэлектрической проницаемости в, проводимости е" и связанных с ними величии привлекается представление о возникновении в растворах ассоциированных комплексов дипольных молекул. Предполагается, что образование таких комплексов изменяет состояние поляризации диэлектрика. [c.14]

Дальнейшее рассмотрение вектора поляризации диэлектрика р требует использования молекулярных представлений. Чтобы связать макроскопическое поведение диэлектрика со свойствами отдельных его молекул и установить механизм поляризации, необходимо выяснить, как будет вести себя изолированная нейтральная молекула диэлектрика в электрическом поле. С этой точки зрения все диэлектрики могут быть разделены на неполярные и полярные. У первых молекулы обладают электрической симметрией, центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают. Полярные же диэлектрики построены из электрически асимметричных молекул, у которых центры тяжести положительных и отрицательных зарядов находятся на некотором расстоянии I друг от друга и образуют электрический диполь. Таким образом, неполярные молекулы в отсутствие поля не обладают дипольным моментом, а полярные имеют независимо от поля постоянный дипольный момент. [c.8]

Деформационная поляризация наблюдается и у полярных диэлектриков, для которых, однако, превалирующим видом поляризации является дипольная, или ориентационная поляризация. Скорость установления дипольной поляризации зависит от времени, требующегося для осуществления поворота диполя, от температуры и частоты электрического поля. [c.243]

Различный характер распределения электрического заряда в молекулах позволяет разделить их на два основных класса — полярные и неполярные. К полярным молекулам относятся молекулы, обладающие важной электрической характеристикой— дипольным моментом. В 1912 г. П. Дебай впервые ввел представление о диполь-ном моменте как о величине, определяющей разделение положительных и отрицательных зарядов в молекуле. Им создана теория поляризации диэлектриков в электрическом поле и разработаны экспериментальные методы измерения дипольных моментов молекул в газовой фазе и в растворе. До сих пор эти методы являются основными для определения дипольных моментов. Однако методы Дебая имеют некоторые ограничения, так как не позволяют изучать труднолетучие соединения, например соли и оксиды металлов, или неустойчивые соединения. [c.58]

Диэлектрическая проницаемость—отношение напряженностей электрического поля (при неизменности зарядов) в вакууме и однородной изотропной среде — представляет собой комплексную величину, слагаемыми которой являются компонента е, обусловленная деформационной и ориентационной поляризацией диэлектрика, и мнимая характеристика е", связанная с кинетикой процесса установления ориентационной дипольной поляризации [c.244]

При помещении диэлектрика в электрическое поле объем диэлектрика приобретает отличный от нуля электрический момент, т. е. диэлектрик поляризуется. Поляризация диэлектрика обусловлена действием пяти независимых механизмов [92] 1) электронное смещение 2) атомное (ионное) смещение, которое наблюдается в молекулах с гетерополярными связями 3) дипольная, или ориентационная, поляризация 4) трансляционная поляризация (ионные перебросы) 5) макроскопическая поляризация, свойственная системам с неоднородной структурой (образование заряженных слоев на границах раздела неоднородностей), [c.34]

Различие в поляризации в начальном и конечном состояниях связано с тем, что она является функцией не только величины, но и положения заряда. Это легко видеть на рис. 3.1 сначала векторы дипольных моментов направлены на частицу А (2), затем — на Аз (1). В ходе реакции должно, следовательно, произойти изменение поляризации растворителя, изменение ориентации его диполей. Этот процесс называется реорганизацией растворителя. Как описывалось в предыдущем параграфе, поляризация диэлектрика складывается из разных составляющих, каждая из которых включает в себя ряд однотипных диполей, характеризующихся определенным дипольным моментом, поляризуемостью, собственным спектром частот эффективных осцилляторов. В равновесном состоянии каждый из диполей имеет некую наиболее выгодную (при данном поле и температуре) ориентацию. В результате теплового движения диполь колеблется около своего равновесного положения с определенной, характерной для данного вида часто- [c.87]

Таким образом, на поляризацию диэлектрика и величину его диэлектрической проницаемости влияют следующие факторы, связанные непосредственно со строением вещества величина дипольного момента молекул, количество диполей в единице объема вещества и особенности структуры, определяющие взаимосвязь молекул. [c.34]

Дипольная поляризация диэлектриков сопровождается превращением части электроэнергии в тепло, вследствие трения, возникающего между молекулами или звеньями высокомолекулярных цепей. При постоянном напряжении ориентация молекул или отдельных звеньев в направлении поля происходит один раз после приложения напряжения, тогда как в переменных полях их ориентация осуществляется непрерывно дважды за один период. Поэтому потери энергии, называемые диэлектрическими, в переменных полях ощутимы и они тем больше, чем больше частота. Склонность того или иного диэлектрика к потерям электроэнергии характеризуется определенным для каждого материала показателем углом диэлектрических потерь 5 или его тангенсом (tg б). Этот показатель, как и диэлектрическая проницаемость е, тесно связан с полярностью молекул и структурой вещества. [c.39]

В полярной жидкости в отсутствие электрического поля дипольные молекулы расположены хаотически. Под действием сил внешнего электрического поля, созданного зарядами на электродах конденсатора (рис. 2), дипольные молекулы ориентируются в соответствии со знаком их полярности. В результате ориентации диполей происходит поляризация диэлектрика, и на его поверхности образуются поляризационные заряды. Поляризационные заряды увеличивают заряд на электродах по сравнению с зарядом в отсутствие диэлектрика, когда между ними находится 52 [c.52]

Во всем диапазоне радиочастот Д, п,, обусловленная поляризацией, вызванной смещениями электронов или ионов, не зависит от частоты и слабо зависит от темп-ры. Если же диэлектрик построен из молекул, представляющих собой диполи, то в нем возникает дипольная поляризация (см, Дипольный момент). Для таких диэлектриков Д, п, существенно зависит от темп-ры II частоты. [c.594]

Поляризация есть дипольный момент единицы объема диэлектрика. В соответствии с этим можно записать [c.141]

Молекулы полярных диэлектриков имеют постоянный момент диполя и в отсутствие поля. Поэтому действие поля, в первую очередь, сводится к ориентации уже существующих диполей. Возникающая в этом случае поляризация называется дипольной или ориентационной, а суммарный электрический момент - ориентационным. [c.178]

Поляризация диэлектриков, как это показывает предложенное еще Фарадеем толкование, вызвана образованием диполей или более или менее сильной ориентацией диполей. Такие диполи могут уже заранее существовать в молекулах с жесткими диполями — тогда они должны ориентироваться в поле, или же момент может быть индуцирован вследствие смещаемости зарядов под действием поля и в направлении поля. У дипольных молекул накладываются оба эффекта — эффект ориентации и эффект деформации. Чтобы иметь возможность раздельно рассматривать влияние перманентного (постоянного) и индуцированного (наведенного) дипольных моментов, целесообразно сначала заниматься только квадрупольными молекулами, у которых ориентационный эффект равен НУЛЮ. Для таких молекул поляризация и индуцированный момент непосредственно вычисляются по формулам [c.53]

Различают поляризацию электронную, связанную со смещением электронов относительно ядер , ионную, связанную со смещением отрицательных и положительных ионов кристаллической решетки, и ориентационную, происходящую в диэлектрике, молекулы которого обладают собственным дипольным моментом. Процесс поляризации характеризуется временем релаксации. Различные времена релаксации для разных механизмов поляризации приводят к частотным зависимостям диэлектрических характеристик материалов. Например, на рис. [c.37]

Векторная сумма всех индуцированных и постоянных дипольных моментов дает макроскопический электрический момент среды. Последний связан с поляризацией жидкого диэлектрика соотношением [c.116]

В диэлектриках электрические заряды или несущие их частицы обладают ограниченной подвижностью, в проводниках же опи перемещаются относительно свободно. Тем не менее у диэлектриков, находящихся в электрическом поле, наблюдается смещение электрических зарядов. Такое смещение зарядов в диэлектрике называется поляризацией. В зависимости от характера смещающихся в веществе заряженных частиц различают следующие виды поляризации 1) электронную, если смещаются электроны 2) атомную, если смещаются положительно заряженные ядра атомов 3) ориентационную, если смещаются или точнее изменяют свою ориентацию дипольные молекулы вещества. Существуют и другие виды поляризации, но у углеводородов они не встречаются. [c.399]

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]

Другой тип энергетических потерь в диэлектриках связан с электронной Рэл и атомной Рат поляризациями, обусловленными смещениями (ток смещения) под действием электрического поля электронов, ядер, ионов или атомных групп (резонансное поглощение). Для практического применения диэлектриков представляет интерес рассмотрение деталей перехода от установившейся полной поляризации при низких частотах к поляризации при оптических частотах, так как они непосредственно связаны с разделением поляризации при низких частотах на ее составляющие ориентационную и деформационную (атомную и электронную). Резонансные потери проявляются при частотах Ю —10 Гц (миллиметровая и инфракрасная области длин волн). Существование их у полимеров обусловлено наличием собственных колебаний атомных групп. Некоторые полосы поглощения в инфракрасной области связаны с трансляционными движениями диполей. Характер изменения потерь энергии при этом имеет сходство с соответствующими зависимостями при дипольной релаксации. Мнимая составляющая " обобщенной диэлектрической проницаемости е изменяется в окрестности резонансной частоты примерно так же, как и при дипольной релаксации (проходит область максимума), хотя потери энергии в этом случае имеют другую природу и требуют иного аналитического описания. В то же время диэлектрическая проницаемость е при дипольной релаксации и резонансном поглощении изменяется ио-разному. [c.178]

В любом диэлектрике, помещенном в электрическое поле, происходит ориентация дипольных молекул в направлении электрического поля. Это явление называется поляризацией. При исчезновении электрического поля структура диэлектрика восстанавливается в прежнее состояние. Поляризационные процессы создают в диэлектрике поляризационные токи, или токи смещения, которые в постоянном электрическом поле протекают только в момент включения и выключения, а в переменном — в течение всего времени его воздействия и могут быть значительными. [c.340]

Дипольная поляризация диэлектрика сопровождается потерей электроэнергии в виде тепла из-за трения, возникающего между молекулами и звеньями высокомолекулярных цепей. В переменных полях переориентация их происходит дважды за один период. Поэтому потери энергии в диэлектрике тем больше, чем больше частота. Они характеризуются удельной мощностью, выделяющейся при данной частоте в единице объема диэлектрика — тангенсом угла потерь 6). Углом диэлектрических потерь б называют угол, дополняющий до 90° угол сдвига фазф между током и напряжением в емкостной цепи. В идеальном диэлектрике угол в = О , и tg 6 = О [69, стр. 74]. [c.382]

Дипольная поляризация диэлектрика сопровол дается потереГг энергии в виде теплоты. В переменных полях потери тем болыле, чем больше частота. Они характеризуются удельной мощностью, выделяющейся при данной частоте в единице объема диэлектрика, зависящей от тангенса угла потерь (1дб). Углом диэлектри еских о-терь б называют угол, дополняющий до 90° угол сдвига фаз (р между током и напряжением в емкостной цепи. В идеальном диэлектрике угол 6 = 0 и 6 = 0. [c.477]

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]

Рассмотренный выше характер зависимости е и е" от /определяется вкладом в поляризацию диэлектрика, связанным с ориентацией собственных дипольных моментов молекул во внешнем электрическом поле. Постоянство значений диэлектрической проницаемости е = и е = в низкочастотной и высокочастотной областях согласно (4.7) обусловлено независимыми от изменений Е во времени величинами амплитуд Р, соответственно равными Р = Р + = onst и / д = onst. [c.146]

Известно, что внешнее электрическое поле вызывает поляризацию диэлектрика. В случае неполярной жидкости эффективное локальное поле вызывает нарушение симметрии расположения зарядов квазиуп-ругой молекулы, и молекула приобретает наведенный электрический дипольный момент [c.60]

Когда внешнее ноле меняется достаточно медленно, то, как отмечалось выше, поляризация успевает следовать за полем, так что внешняя сила и поляризация все время колеблются в фазе. Это означает, что когда, например, внешняя сила но абсолютной величине убывает, то одновременно убывает и поляризация, создаюгцая противоположно направленное электрическое поле, т. е. суммарное поле убывает в меньшей степени. Следовательно, энергия, затраченная на создание поляризации диэлектрика за то время, за которое поле нарастало, теперь отдается диэлектриком для поддержания суммарного поля. За полный период колебаний затраты и возврат энергии равны, так что в среднем энергия внешнего поля не поглощается. Если внешнее поле меняется с частотой, приближающейся к какой-либо характерной собственной частоте, то соответствующий вид поляризации реагирует на внешнее поле, но эта реакция проявляется не полностью в результате поляризация меняется с той же частотой, что и внешнее поле, но отстает от него по фазе. Сдвиг по фазе означает, что не вся энергия, затраченная на поляризацию диэлектрика, отдается полю обратно, часть ее поглощается. Сдвиг но фазе максимален (я/2), и, следовательно, поглощение максимально при частоте внешнего поля, равной собственной частоте какого-либо осциллятора. Это — хорошо известное явление резонанса. Таким образом, знание зависимости поглощения диэлектриком электромагнитного поля позволяет найти собственные частоты электронных, атомных и дипольных осцилляторов жидкости [c.81]

В главе XXI (Электрические и магнитные свойства углеводородов, автор В. В. Михайлов) собраны и научно обработаны литературные данные по следующим вопросам диэлектрическая проницаемость, дипольные моменты, магнитная восприимчивость и магнитное вращение плоскости поляризации ( эффект Фарадея ), Перечисленные свойства имеют значение для практики (изолирующие свойства диэлектриков), для исследования строения углеводородов и некоторых свойств жидкостей (дипольные моменты), для анализа смесей углеводородов (магнитное вращение плоскости иоляризацрш) и т. д [c.5]

Физические свойства электретов существенно зависят как от особенностей диэлектриков (их полярности и электропроводности), так и от режима изготовления (например, напряженности поля, температуры и времени поляризации). В зависимости от напряженности электрического поля можно получать из одного и того же вещества и гомо- и гетероэлектреты (совпадающие и несовпадающие по полярности со знаком заряда электрода) с различной плотностью поверхностных зарядов. Гетерозаряд обусловлен, прежде всего, ориентационной дипольной поляризацией, а также микроскопическими неоднородностями и ионной электропроводимостью диэлектрика. Образование гомозаряда связано с тем, что при высоких напряжениях вследствие искрового пробоя воздушного зазора заряды переходят с электрода на образец полимера. Электретный эффект в твердых диэлектриках имеет объемный характер. В так называемом незакороченном состоянии электрет все время находится в электрическом поле, в результате чего происходит рассасывание объемного заряда. При плотном закорачивании электрета его внутреннее поле равно нулю [58, гл. I]. Время жизни электрета зависит от электропроводности как его самого, так и среды, а также от качества закорачивания. Поскольку возникновение электретного состояния связано с поляризацией и ориентацией, ему должно сопутствовать существенное увеличение оптической анизотропии. При кратковременной поляризации полимеров (в частности, ПММА) их оптическая анизотропия практически не проявляется. После резкого возрастания оптической анизотропии в интервале времен от 3 до 6 ч дальнейшее увеличение времени поляризации практически не повышает анизотропию, что свидетельствует о завершении ориентации. [c.253]

В зависимости от напряженности электрического поля можно получать из одного и того же вещества гомо- и гетероэлектреты (совпадающие и не совпадающие по полярности со знаком заряда электрода) с различной плотностью поверхностных зарядов. Гетерозаряд обусловлен прежде всего ориентационной дипольной поляризацией, а также микроскопическими неоднородностями и ионной электропроводностью диэлектрика. Образование гомозаряда связано с тем, что при любых напряжениях вследствие искрового пробоя воздушного зазора заряды переходят с электрода на образец полимера. [c.193]