ивний температурний коефіцієнт. Для діелектрика з іонним будовою має сенс розглядати температурну залежність в межах твердого стану (див. рис. 1.4). При расплавлении іонні з'єднання стають провідниками другого роду. br/>В
Малюнок 1.4 - Температурна залежність для діелектриків з іонною поляризацією
Матеріали з іонним будовою з щільною упаковкою іонів відрізняються тим, що їх діелектрична проникність не залежить від частоти зміни поля, так як час встановлення поляризації дуже мало.
Іонна поляризація НЕ супроводжується витратами енергії і тому в схемі заміщення відсутня активний елемент - резистор.
Дипольна-релаксаційна поляризація
Дипольна-релаксаційна поляризація пов'язана з орієнтацією дипольних молекул, тобто полярних молекул під дією електричного поля. Вона можлива, якщо молекулярні сили не перешкоджають орієнтації диполів вздовж поля. Матеріали з дипольно-релаксаційної поляризацією характеризуються часом релаксації, яке фактично є часом саморозряду конденсатора.
Час релаксації - це час протягом, якого орієнтація дипольних молекул після зняття електричного поля зменшується в е разів, тобто в 2,7 рази у порівнянні з початковим значенням (див. рис. 7.12). Час релаксації є внутрішнім параметром діелектрика з дипольно-релаксаційної поляризацією, яке істотно залежить від щільності речовини або в'язкості речовини. При більш високій температурі в'язкість речовини зменшується і час релаксації зменшується.
В
Малюнок 1.5 - Процес заряду і розряду конденсатора. Графічний спосіб визначення часу методом дотичній
C збільшенням температури: з одного боку молекулярні сили слабшають і це підсилює поляризацію, а з іншого сторони поступово починає наростати теплове хаотичний рух. Воно руйнує поляризацію.
У результаті температурної залежності спостерігається максимум (див. рис. 1.6). br/>В
Малюнок 1.6 - Температурна залежність для діелектриків з дипольно-релаксаційної поляризацією для разнихфіксірованних частот і
Максимум для дипольно-релаксаційної поляризації спостерігається тоді, коли час релаксації буде одно півперіода чинного поля:
,
де - частота зміни електричного поля, Гц.
З підвищенням частоти максимум в температурній залежності зміщується в область високих температур, тому що більша частота вимагає меншого часу релаксації, а менший час релаксації може бути отримано при вищій температурі.
Частотна залежність у діелектриків з дипольно-релаксаційної поляризацією істотно відрізняється від частотної залежності діелектриків з електронною та іонною поляризацією. У даному випадку визначається сумарним дією дипольно-релаксаційної та електронної поляризацій (див. рис 1.7).
В
Малюнок 1.7 - Частотна залежність для діелектриків з дипольно-релаксаційної поляризацією
У міру збільшення частоти дипольні молекули можуть не встигати орієнтуватися за зміною електричного поля. У цьому випадку величина діелектричної проникності знижується до рівня електронної поляризації, яка по максимуму НЕ перевершує 2,5. Цьому випадку відповідає певна гранична частота, яку можна знайти з виразу:
.
З підвищенням температури, наприклад, з до гранична частота збільшується, так як при більшій температурі в'язкість речовини зменшується і час релаксації також зменшується. Відповідно до наведеного раніше умовою чітко видно, що гранична частота повинна бути більше.
Даний вид поляризації супроводжується значними втратами, тому в схемі заміщення послідовно з ємністю включається активний елемент - резистор.
Електронно-релаксаційна поляризація
Електронно-релаксаційна поляризація відрізняється від електронної та іонної поляризацій і виникає внаслідок порушення тепловою енергією надлишкових (дефектних) електронів або "дірок".
Електронно-релаксаційна поляризація характерна для діелектриків з високим показником заломлення світла , Великим внутрішнім полем і електронної електропровідністю. Наприклад: діоксид титану, забруднений домішками (ніобій), (кальцій), (Барій); деякі сполуки на основі оксидів металів змінної валентності - титану, ніобію, вісмуту.
При електронно-релаксаційної поляризації може мати місце більш високе значення діелектрична проникність, в порівнянні з чисто електронної поляризацією, а також наявність максимуму в температурній залежності . p> Іонно-релаксаційна поляризація
Спостерігається в неорганічних стеклах і в деяких іонних кристалах неорганічних речовин з нещільною упаковкою іонів. У цьому випадку слабо пов'язані іони речовини під впливом зовнішнього електричного поля серед хаотичного теплового руху зміщуються (орієнтуються) в напрямку поля.
Після зняття електричного поля іонно-релаксаційна поляризація поступово слабшає по експоненціальним законом: з підвищенням температури діелектрична проникність збільшується подібно як і для матеріалів...
