Диэлектриктер және олардың түрлері

Даму Азамат

 

Диэлектриктер және олардың түрлері

Диэлектриктер

 

Диэлектриктер –  электр өткізбейтін заттар оң  зарядтар мен теріс заряттардың  тең мөлшерде болып келетін  молекулалардан немесе диэлектрик  ішінде емін-еркін қозғала алмайтын  иондардан тұрады. Сыртқы электрлік  күшткрдің әсерімен диэлектриктегі  зарядтар не азғана ығысады, не  өздерінің орналасу бағытын өзгертеді. Сөйтіп диэлектриктер бейтарап  денелер болып табылады. Диэлектриктер  тобына эбонит, фарфор, сияқты қатты  денелер және сұйықтармен газдар  жатады.

 

Егер диэлектрикті  электр өрісіне енгізсек онда  бұл өрісте диэлектриктің өзі  де елеулі өзгерістерге ұшырайды. Молекулалардың өлшемдерімен салыстырғанда  анағұрлым үлкен қашықтықтар  үшін электрондардың әсері қандай  да бір нүктеде орналастырылған  молекуланың ішіндегі олардың  зарядтар қосындысының әсеріне  эквивалентті болады. Осындай нүктені  теріс зарядтың ауырлық центрі  деп атайды. Осы сияқты ядролардың  оң зарядтардың ауырлық центріне  орналастырылған олардың зарядтар  әсеріне эквивалентті болады. 

Диэлектриктердің  түрлері

 

Диэлектриктерді үш  түрге бөледі:

1) Полярлы емес молекулалы диэлектриктер,сыртқы өріс әсер етпеген кезде симметриялық молекулалары нолдік дипольдік моментке ие болады (мысалы, N2,H2 , O2, CO2)

2) Полярлы молекулалы  диэлектриктер, асимметрия салдарынан молекулары нольдік емес дипольдік момент алады ( мысалы,H2O, NH3,SO2,CO).

 

3) Ионды диэлектриктер( мысалы, NaCl, KCl ).Ионды кристалдар әртүрлі таңбалы иондар дұрыс алмасып орналасқан кеңістікті тордан тұрады.

Диэлектриктердің  поляризациялануы

 

Диэлектриктің поляризациясы дегеніміз дипольдің бағытталуы немесе электр өрісінің әсерінен дипольдардың өріс бойымен бағытталуы.

Диэлектриктердің үш  түріне байланысты, поляризацияны  үш түрге бөледі.

 

1) Полярлы емес диэлектриктің электронды немесе деформационды поляризациясы дегеніміз электрондық орбитаның диформациясының есебінен диэлектриктің атомдары мен молекулаларында индуцирленген дипольдік моменттің пайда болуы.

 

2) Полярлы молекулалы  диэлектриктің бағытталған, немесе  дипольдік поляризациясы дегеніміз  молекулада бар дипольдік моментердің  өріс бойынша бағытталуы (бұл  бағытталу электр өрісінің кернеулігі  үлкен болған және температура  төмен болған сайын күштірек  болады).

 

 

3) Ионды кристалды  торлы диэлектриктің ионды поляризациясы дегеніміз тор асты оң таңбалы иондардың өріс бойымен, ал теріс таңбалы иондардың өріске қарсы ығысуынан дипольдік моментің пайда болуына әкелуі.

Поляризацияланғыштық

 

Біртекті диэлектриктен  жасалған пластинаны екі шексіз  параллель әраттас зарядпен зарядталған  жазықтықтар жасайтын электр  өрісіне ендіреміз.

 

 

Сыртқы электр өрісінде  көлемі V диэлектрик поляризацияланады, яғни 

 

дипольдік момент  алады, мұндағы

 

- бір молекуланың  дипольдік моменті.

 

Диэлектриктің поляризациясын  сандық сипатау үшін диэлектриктің  бірлік дипольдік моменті ретінде  анықталатын поляризацияланғыштық  деген физикалық шама қолданылады.

 

Изотропты диэлектрик  жағдайында поляризацияланғыштық (көптеген  диэлектриктер үшін, сегнетоэлектриктерді  қоспағанда) сыртқы өрістің кернеулігіне  тәуелді.

 

  -

 

мұндағы

 

- диэлектриктің қасиетін  сипаттайтын заттың диэлектрлік қабылдағыштығы (өлшемсіз оң таңбалы шама).

Ортаның диэлектрлік  өтімділігі.

 

Ортаның диэлектрлік  өтімділігі.

 

Поляризация салдарынан  диэлектрик бетінде компенсацияланбаған  зарядтар пайда болады, олар байланысқанзарядтар деп аталады (олардың сыртқы өріс тудыратын еркін зарядтан айырмашылығы)

 

ортаның диэлектрлік  өтімділігі анықталатын өрнек.

 

Бұл диэлектрліктің  электрлік өрісте поляризациялану  қабілетін және өріс диэлектр  арқылы қанша есе нашарлайтындығын  көрсетеді.