ї.
Діелектрична проникність складних за складом діелектриків
У складних за складом діелектриках, що представляють собою механічні суміші хімічно невзаємодіючих компонентів з різною діелектричною проникністю, результуючу діелектричну проникність можна визначити на підставі рівняння Ліхтенеккера або логарифмічного закону зміщення:
,
де - діелектричні проникності суміші та вхідних компонентів;
- об'ємна концентрація компонентів у відносних одиницях, яка задовольняє умовою;
- величина, що характеризує розподіл компонентів в даному діелектрику і приймаюча значення від +1 до -1.
Якщо два компоненти розподілені хаотично (наприклад, в кераміці), то рівняння Ліхтенеккера після перетворення і підстановки х = 0 має вигляд:
.
Результуюча менше максимальної діелектричної проникності () з вхідних в суміш компонентів. Температурний коефіцієнт суміші визначається за формулою:
В
Або
,
де - табличні значення температурних коефіцієнтів вхідних компонентів.
Всі діелектрики з вигляду підрозділяються на кілька груп. До першої групи можна віднести діелектрики, володіють в основному тільки електронної поляризацією, наприклад неполярні і слабополярной тверді речовини в кристалічному і аморфному станах (Парафін, сірка, полістирол), а так само неполярні і слабополярной рідини і гази (Бензол, водень і т.д.)
Парафін - Оµ r = 1,9 ... 2,2
Сірка - Оµ r = 3,6 ... 4,0
Полістирол - Оµ r = 2,4 ... 2,6
Бензол - Оµ r = 2,28
Водень - Оµ r = 1,00027
Гелій - Оµ r = 1,000072
Кисень - Оµ r = 1,00055
До другої відносяться діелектрики, які мають одночасно електронної та дипольно-релаксаційної поляризацією.
Сюди належать полярні (Дипольні) органічні, напіврідкі та тверді речовини (олійно-каніфольні компаунди, епоксидні смоли, целюлоза, деякі хлоровані вуглеводні і т.п.)
Епоксидна смола - Оµ r = 3,0 ... 4,0
Целюлоза - Оµ r = 6,5
Полівінілхлорид Оµ r = 1,9 ... 2,1
Поліметилметакрилат Оµ r = 3,0 ... 3,5
Поліамід Оµ r = 3,5 ... 4,5
Третю групу складають тверді неорганічні діелектрики з електронною, йонной і йонно-електронно-релаксаційної поляризациями.
У цій групі доцільно виділити дві підгрупи матеріалів через істотного відмінності їх електричних характеристик:
В· Діелектрики з електронної та йонної поляризациями;
В· Діелектрики з електронної, йонной і релаксаційними поляризациями.
До першої підгрупи переважно відносяться кристалічні речовини з щільною упаковкою йонов (кварц, слюда, кам'яна сіль, корунд, рутил.
Кварц - Оµ r = 4,5
Хлористий натрій - Оµ r = 6,0
Рутил - Оµ r = 110
Корунд - Оµ r = 10,5
Слюда - Оµ r = 5,5 ... 45,8
До другої підгрупи належать неорганічні скла, матеріали містять скловидну фазу (Фарфор, мікалексу), і кристалічні діелектрики з нещільною упаковкою частинок в решітці:
Фарфор - Оµ r = 6 ... 8
мікалексу - Оµ r = 8,0
Кварцові скло - Оµ r = 3,8
Скло "Флінт" - О• r = 8,0
Силікатне скло - Оµ r = 6,3 ... 9,6
Четверту групу складають сегнетоелектріки. характеризуються спонтанною, електронної, йонної та електронно-йонно-релаксаційної поляризацією (сегнентовая сіль, титанат барію та ін)
сегнетову сіль - Оµ r = 1500 ... 20000
Титанат барію Оµ r = 7000 ... 9000
Первоксід - Оµ r = 800 ... 10000
Піроніобат кадмію - Оµ r = 1000 ... 1500
Наведена вище класифікація діелектриків відображає в достатній мірі основні електричні властивості.
2. Пояснити, в чому полягає відмінність між поняттями "тангенс кута діелектричних втрат" і "коефіцієнт діелектричних втрат"
Діелектричними втратами називають електричну потужність, затрачену на нагрів діелектрика, що знаходиться в електричному полі.
Втрати в енергії в діелектриках спостерігаються як при змінному, так і при постійній напрузі, оскільки в технічних матеріалах виявляється наскрізний струм витоку, обумовлений електропровідністю. При постійній напрузі, коли немає періодичної поляризації, якість матеріалу характеризується, як вказувалося, значеннями питомих об'ємного і поверхневого опорів, які визначають значення R з (см.ріс.1.1).
При впливі змінної напруги на діелектрик в ньому крім наскрізної електропровідності можуть проявлятися інші механізми перетворення ел...
