2015-03-22
5665
Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости
(5.12)
можно определить, воспользовавшись уравнением Клаузиуса–Моссотти. Дифференцируя по 
обе части уравнения (5.10), получаем
. (5.13)
Разделив и умножив правую часть (5.13) на 
и воспользовавшись (5.10), после некоторых преобразований получим
. (5.14)
Если ввести коэффициент объемного расширения
, (5.15)
получим из (5.14)
(5.16)
Для газов эта величина порядка 
, для жидких и твердых диэлектриков – 
.
Знак минус в (5.16) соответствует уменьшению диэлектрической проницаемости с ростом температуры, что определяется уменьшением концентрации молекул. Однако здесь не учтено деполяризующее влияние теплового движения молекул, кроме того, реальная зависимость может оказаться значительно более сложной (см. рис. 5.2).
 |
Рис. 5.2. Качественная зависимость диэлектрической проницаемости от температуры при электронной( ), дипольно –релаксационной ( ), ионно–релаксационной( ) поляризации от температуры в твердом, жидком и газообразном состояниях |
Из рис.5.2 видно, что только электронная поляризация дает монотонное убывание диэлектрической проницаемости с ростом температуры. Это объясняется тем, что поляризуемость частиц при электронной поляризации не зависит от температуры, а концентрация частиц уменьшается в связи с тепловым расширением диэлектрика, причем резкие снижения (прыжки) наблюдаются в точках агрегатных переходов.
При дипольно - релаксационной поляризации наблюдается температурный максимум диэлектрической проницаемости, наличие которого объясняется следующим образом. Дипольно - релаксационная поляризация возможна, если молекулярные силы не мешают диполям ориентироваться вдоль электрического поля. С увеличением температуры молекулярные силы ослабляются, что приводит к росту дипольно - релаксационной поляризации. Одновременно растет энергия теплового движения молекул, что уменьшает влияние ориентирующего поля. Поэтому при некоторой температуре будет наблюдаться максимум диэлектрической проницаемости.
В случае ионно - релаксационной поляризации диэлектрическая проницаемость с ростом температуры растет, что объясняется увеличением количества ионов, принимающих участие в этом процессе. Кривая приведена только для твердых диэлектриков, так как в жидком состоянии ионные соединения становятся проводниками с электролитической проводимостью.
