1. Pentru a studia teoria elementară de polarizare dielectrică.
2. Determinarea permitivității dielectrice nepolare a dependenței experimentale a capacitanța unui condensator cilindric de nivelul de umplere al dielectric său lichid nepolar.
3. Se calculează densitatea liniară a taxelor liberă și legată, valorile rezistenței câmpului electric de sarcini libere și legate, polarizarea și densitatea de energie a câmpului electric între plăcile condensatorului.
4. Desenați un grafic al pierderii tangenta dielectrice a condensatorului și pentru a determina rezistența la circuitul condensator activ în paralel substituție.
Fig. 2, care asigură un câmp electric uniform pe acțiunea dipol de orientare, străduindu-se să se rotească dipol, astfel încât vectorul momentului dipol al său
p r coincide cu direcția vectorului E r. În acest caz, α = 0. și, deci, M = 0.
dielectrici
În conformitate cu capacitatea de a conduce curentul electric, toate substanțele sunt împărțite în dielectrici (sau izolatori), semiconductori și conductori. Dielectrici sunt substanțe care nu conduc electricitatea. Ele sunt, practic, nu exista electroni liberi și deplasarea ordonată a sarcinilor electrice în condiții normale este imposibilă. electroni de valență în atomii de izolatori sunt puternic legate de nucleele lor și în condiții obișnuite nu poate fi scindată de la ei. Ideal izolatori nu există. Toate materialele, cel puțin într-o măsură neglijabilă conduc curentul electric. Substanțe numite dielectrici, conductive în 15 octombrie - Octombrie 20 de ori mai rău decât substanțele numite conductoare. Dielectrici constau fie din atomi neutri și molecule sau de ioni încărcate în rețeaua cristalină.
dielectrici K includ unele materiale solide (sticlă, porțelan etc.), lichid (chimic apă pură, CH3CL etc.) și gazele (H N 2. 2. 4. CCI4 NH și colab.).
Dielectrică numit omogen și izotrop. în cazul în care proprietățile sale sunt aceleași în orice punct al volumului și dielectrice în toate direcțiile în dielectric.
În funcție de structura moleculelor distinge dielectricilor polare și nepolare. În cazul în care absența unei externe centre de câmp electric de masă a sarcinilor pozitive și negative în moleculă sunt același dielectric, dielectric este numit un non-polare. moleculă nepolară poate fi reprezentată schematic ca o sarcină pozitivă, simetric înconjurat de coajă de electroni încărcate negativ. K
această clasă cuprinde toate gazele și cele mai multe lichide.
În moleculele de dielectricilor polari nucleele și electronii sunt aranjate astfel încât centrele de masă a sarcinilor pozitive și negative nu coincid. Astfel de molecule se comporta ca dipoli rigide având un moment electric, modulul care este constantă.
Polarizarea dielectricilor
Dacă dielectric proba plasată într-un câmp electric extern, de exemplu prin aducerea corpului încărcat pozitiv (fig. 3), apoi pe o suprafață cu dielectric, precum și, în general, și în volumul său (pentru dielectricilor neomogene) taxe poyavlyayutsyaneskompensirovannye. Pe suprafața cu care se confruntă taxa kpolozhitelnomu, sunt formate sarcini negative, ana suprafața opusă - pozitiv. Acest fenomen se numește polarizare dielectrică.
taxele necompensate care apar ca urmare a polarizării dielectrice sunt numite polarizare sau legat. Ultimul termen pe care doresc să sublinieze faptul că libera circulație a acestor taxe este limitată. Ele se pot deplasa numai în interiorul
molecule neutre electric. Acuzațiile care nu fac parte din moleculele izolatoare numite liber.
Mecanismele de polarizare a dielectricilor sunt diferite și legate de structura specială a dielectric.
polarizare electronica observată în dielectrici, constând din molecule nepolare. În absența unui câmp electric extern și încărcătura totală a momentului de dipol al fiecărei molecule nepolare, precum și orice porțiune din izolator în ansamblu este zero. Fig. 4a molecule nepolare dielectrice sunt reprezentate ca cercuri. Atunci când un câmp electric extern, fiecare moleculă dielectric este polarizat: particulele încărcate pozitiv (nuclee) sunt deplasate în direcția câmpului, particulele încărcate negativ (electroni) - în direcția opusă câmpului. Se întâmplă de separare spațială a taxelor pozitive și negative. Ca rezultat, polarizarea momentului de dipol al moleculei devine diferită de zero. După cum se poate observa din Fig. 4b, suprafața eșantionului dielectric se încarcă. Acea parte a suprafeței spre care câmpul de acțiune mutat sarcini pozitive, este încărcat pozitiv.
Pe partea opusă a dielectric există o sarcină negativă. Moțiunea termică a moleculelor nu are efect asupra polarizării de electroni.
Orientarea polarizare se observă în dielectrici polari. dielectric polar Molecule este, în general, un electric neutru, dar tarifele sale pozitive și negative sunt distribuite în spațiu, astfel încât momentul de dipol al moleculei este diferit de (Fig. 5a) zero. În absența unui câmp electric extern datorită mișcării termice aleatorie a moleculelor există direcție preferențială în lungul căreia orientate spre momentele lor de dipol. Momentul de dipol al oricărui volum infinitezimal fizic și corpul ca un întreg este zero. Sub influența unui câmp electric extern
molecule dielectrice tind să transforme în așa fel încât vectorii dipol lor
momente coincid cu direcția exterior intensității câmpului vectorial E r. Acest lucru previne mișcarea termică aleatorie a moleculelor care cauzează răspândirea generalizată a dipolilor. Ca urmare a acțiunii comune a câmpului și mișcarea termică apare orientarea preferată a momentelor dipol de-a lungul câmpului. Dielectrică dobândește un moment nenul dipol electric, de exemplu, polarizat, prin care au format pe sarcinile legate de suprafață (Fig. 5b). Polarizarea dielectricilor polari depinde puternic de temperatură, deoarece mișcarea termică a moleculelor acționează ca un factor dezorientare. Orientarea polarizare este tipic pentru mai multe lichide și gaze și crește odată cu creșterea intensității câmpului electric și cu scăderea temperaturii.
Ion polarizarea are loc în dielectrici cristaline (NaCl și colab.). Este, că sub influența unui câmp electric extern, toți ionii pozitivi ale rețelei sunt deplasate în direcția vectorului câmpului, și negativ - în direcția opusă. Ca rezultat, dielectric cristalin dobândește momentul electric (schimbare de polarizare este rezultatul sublatice ion în raport cu altele).
polarizare
r măsură cantitativă este dielectric polarizare totală P dipol momentul moleculelor dielectrice per unitate de volum dielectric,