Основные виды поляризации диэлектриков

1. Поляризация практически мгновенная, вполне упругая, которая не связана с нагревом диэлектрика. К такому виду поляризации относятся электронная и ионная поляризации.

2. Поляризация, которая нарастает и убывает замедленно и связана с тепловыми потерями в диэлектрике, т. е. с его нагреванием.

3. Резонансная поляризация – особый механизм поляризации, который наблюдается в диэлектриках при высоких частотах приложеного напряжения.

Рисунок 8 – Схема замещения, характеризующая основные виды поляризации диэлектрика

U – приложенное в схему напряжение;

Q₀ - заряд, соответствующий собственному полю электродов;

С₀ - емкость, соответствующая собственному полю электродов;

Q_э – заряд, соответствующий электронной поляризации;

С_э – емкость, соответствующая электронной поляризации;

Q_и – заряд, соответствующий ионной поляризации;

С_и – емкость, соответствующая ионной поляризации;

Q_д-р– заряд дипольно-релаксационной поляризации;

С_д-р – емкость дипольно-релаксационной поляризации;

r_д-р – активное сопротивление дипольно-релаксационной поляризации;

Q_и-р – заряд ионно-релаксационной поляризации;

С_и-р – емкость ионно-релаксационной поляризации;

r_и-p – активное сопротивление ионно-релаксационной поляризации;

Q_э-p – заряд электронно-релаксационной поляризации;

C_э-p – емкость, соответствующая электронно-релаксационной поляризации;

r_э-p – активное сопротивление электронно-релаксационной поляризации;

Q_м – заряд миграционной поляризации;

С_м – емкость миграционной поляризации;

r_м – активное сопротивление миграционной поляризации;

R_из – сопротивление изоляции сквозному току;

Q_сп – заряд спонтанной или самопроизвольной поляризации;

С_сп – емкость спонтанной поляризации;

r_сп – активное сопротивление спонтанной полдяризации.

Электронная поляризация

Электронная поляризация представляет собой упругое смещение и деформацию электрических оболочек атомов или ионов. С повышением температуры электронная поляризация ослабевает, что связано с тепловым расширением диэлектрика и с уменьшением количества частиц в единице объема.

Время установления электронной поляризации:

t_{уст. э}= 10^-15 с.

Такой механизм поляризации не связан с потерями энергии и наблюдается у всех диэлектриков.

Ионная поляризация

Ионная поляризация наблюдается в твердых диэлектриках с ионным строением и связана с перемещением упруго связанных положительных и отрицательных ионов вдоль действия напряженности внешнего электрического поля. С ростом температуры ионная поляризация заметно усиливается, что объясняется уменьшением сил притяжения между ионами из-за увеличения расстояния между ними при тепловом расширении.

Время установления ионной поляризации:

t_{уст. и} = 10^-13 с.