5.2.5. Класифікація діелектриків у зв’язку з механізмами поляризації
У залежності від того, впливає чи не впливає величина напруженості електричного поля на значення діелектричної проникності матеріалів, всі діелектрики підрозділяються на лінійні і нелінійні.
Лінійні діелектрики з електронною і іонною поляризацією і дуже маленькою наскрізною провідністю характеризуються: рис.5.10, а. Лінійнійні діелектрики з орієнтаційною поляризацією - рис.5.10, б. Площа еліпса пропорційна кількості енергії, яка розсіюється за один період зміни напруги. У нелінійних діелектриків - сегнетоелектриків - залежність D(E) має вигляд петлі гістерезіса (рис.5.10, в).
D
D
D
Е Е E
E E E
(а) (б) (в)
Рис.5.10. Класифікація діелектриків у зв’язку з механізмами поляризації
Наведені на рис.5.10 залежності від напруженості електричного поля показують, що у конденсаторів з лінійним діелектриком ємність залежить тільки від геометричних розмірів і не змінюється із зміною прикладеної різниці потенціалів, а у конденсаторів з нелінійним діелектриком вона піддається керуванню електричним полем.
Різниця в механізмах поляризації, а також особливі явища, які при цьому відбуваються, дають можливість поділити всі діелектрики на кілька груп:
а) НЕЙТРАЛЬНІ ДІЕЛЕКТРИКИ. До цієї групи відносяться матеріали , які мають, в основному, тільки електронну поляризацію. Це гази, рідини і тверді речовини в кристалічному і аморфному станах. Приклади: водень, бензол, парафін, сірка, поліетилен.
б) ДИПОЛЬНІ ДІЕЛЕКТРИКИ. До цих діелектриків належать матеріали, які мають одночасно орієнтаційну і електронну поляризацію, наприклад: масляно-каніфольні компаунди , фенолформальдегідні і епоксидні смоли, целюлоза, хлоровані вуглеводні і деякі інші органічні рідини, напіврідкі і тверді речовини.
в) ІОННІ З’ЄДНАННЯ поділяються на дві підгрупи.
Діелектрики з іонною і електронною поляризацією . До цієї підгрупи відносять переважно кристалічні речовини з щільною упаковкою іонів, наприклад: кварц , слюда, кам’яна сіль, корунд Al2O3.
Діелектрики з іонною , електронною і іонно-релаксаційною полярізаціями , наприклад: неорганічне скло , кристалічні діелектрики з нещільною упаковкою частинок у решітці і деякі керамічні матеріали, наприклад - ізоляційний фарфор.
При іонно-релаксаційній полярізації слабо зв’язані іони речовини під дією зовнішнього електричного поля роблять надлишкові переходи в напрямку поля і зміщуються на відстань , яка перевищує постійну решітки.