Теория

ДИЭЛЕКТРИКИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

Диэлектрики характеризуются присутствием ничтожного числа свободных электронов. Электроны диэлектрика связаны в основном с положительно заря- женным ядром и движутся по некоторым орбитам вокруг него. Существует ряд диэлектриков, молекулы которых при отсутствии внешнего поля электри- чески нейтральны, так как среднее положение отрицательного заряда совпадает с ядром (рис.1.5,а)

 

Рис. 1.5.

Такие молекулы называют неполярными. У диэлектриков с полярными молекулами среднее положение отрицательного заряда смещено относительно ядра. У неполярных молекул под действием внешнего поля орбита электрона вытягивается и смещается в сторону, противоположную направлению поля, что равносильно смещению среднего положения отрицательного заряда (рис.1.5,б). В результате среднее положение отрицательного заряда не совпадает с положением ядра и образуется электрический диполь (пара разно- именных точечных зарядов, связанных между собой и находящихся на малом расстоянии друг от друга), напряженность электрического поля которого ослабляет внешнее поле. Формально это явление отражается введением коэффициента ε г (относительная диэлектрическая проницаемость среды) в формулу закона Кулона. Чем больше ε г, тем сильнее ослабляется внешнее поле. Повышая напряженность электрического поля, в котором расположен диэлек-

трик, можно достичь такого состояния, когда орбитальные электроны начнут срываться с орбит полем, произойдет местное разрушение диэлектрика, или его пробой. Напряженность поля ε пр при которой наступает пробой диэлектрика, называется пробивной. Напряженность поля ε доп, которая допускается в диэлектрике при его работе в электроустройствах, называется допустимой. Для надежной работы электроустройств нап- ряженность диэлектрика должна быть не выше допустимой. Значение ε доп должно быть в несколько раз ниже значения ε пр. Необходимо заметить, что внутреннее поле в диэлектрике существует только при наличии внешнего поля и в большинстве случаев исчезает при снятии последнего. Однако есть диэлектрики, которые, будучи поляризованными внешним электрическим полем, сохраняют остаточную поляризацию (сегнетоэлектрики и электреты) Относительная диэлектрическая проницаемость таких диэлектриков сильно
зависит от напряженности внешнего поля и, следовательно, не постоянна, причем максимальное значение ε г достигает нескольких тысяч. Конденсаторы с сегнетоэлектриком применяются в устройствах автоматики. Электреты представляют собой источники постоянного электрического поля и используются в электрических вольтметрах, элементах электрической памяти, для световой записи информации на диэлектрическую пленку и т. д.

Adblock
detector