Поляризация в переменном поле

Поляризация в переменном поле характеризуется вектором , величина которого определяется безынерционной поляризацией и релаксационной поляризацией ,

, (5.17)

где – оптическая диэлектрическая проницаемость, – статическая диэлектрическая проницаемость, – постоянная времени релаксации.

Представим поляризующее поле в виде

. (5.18)

После подстановки (5.18) в (5.17) и интегрирования получим

. (5.19)

Если ввести обозначения

(5.20)

то получим

. (5.21)

Таким образом, полная поляризация состоит из суммы безынерционной и релаксационной поляризаций, каждая из которых является функцией времени. При низких частотах и малой величине имеем

, (5.22)

то есть поляризация происходит в фазе с поляризующим полем.

Отставание поляризации по фазе от поляризующего электрического поля приводит к рассеиванию энергии в диэлектрике, то есть к диэлектрическим потерям. Составляющую релаксационной поляризации, связанную с выделением активной мощности в диэлектрике, называют активной.

Релаксационную поляризацию, совпадающую по фазе с внешним полем, и соответствующую составляющей в реактивной мощности диэлектрика называют реактивной.

Из соотношения (5.20) выпишем активную составляющую релаксационной поляризации, которая сдвинута по фазе на по сравнению с поляризующим полем,

. (5.23)

Зависимость амплитуды от имеет максимум при . При с ростом увеличивается активный компонент поляризации, а при активная составляющая уменьшается с ростом .