Що таке діелектрики в фізиці
Fizik Адмін. відповів 10 місяців тому
Для того, щоб визначити: що таке діелектрики в фізиці, згадаємо, що найважливішою характеристикою діелектрика є поляризація. У будь-якому речовині вільні заряди переміщаються під впливом електричного поля, при цьому з'являється електричний струм, а пов'язані заряди поляризуються. Речовини поділяються на провідники і діелектрики в залежності від того які заряди переважають (вільні або пов'язані). У діелектриках, переважно, під впливом зовнішнього електричного поля виникає поляризація. Якщо розрізати провідник, що знаходиться в електричному полі, то можна розділити заряди різних знаків. Такого зробити з поляризаційними зарядами діелектрика можна. В металевих провідниках вільні заряди можуть переміщатися на великі відстані, тоді як в діелектриках позитивні і негативні заряди переміщаються в межах однієї молекули. У діелектриків енергетична зона повністю заповнена.
Якщо зовнішнє поле відсутнє, то заряди, що мають різні знаки, по всьому об'єму діелектрика розподілені рівномірно. При наявності зовнішнього електричного поля, заряди входять в молекулу, зміщуються в протилежних напрямках. Дане зсув проявляється, як виникнення заряду на поверхні діелектрика, при приміщенні його в зовнішнє електричне поле - це і є явище поляризації.
Поляризація залежить від виду хімічного зв'язку в діелектрику. Так, в іонних кристалах поляризація виникає, в основному, через зсув іонів в електричному полі і лише трохи за рахунок деформації електронних атомних оболонок. Тоді як в алмазі, який має ковалентний хімічний зв'язок, поляризація йде за рахунок деформації електронних атомних оболонок в електричному полі.
Діелектрик називають полярним, якщо його молекули володіють власним електричним дипольним моментом. У таких діелектриках при наявності зовнішнього електричного поля електричні дипольні моменти орієнтуються уздовж поля.
Поляризацію діелектрика визначають за допомогою вектора поляризації. Ця величина дорівнює сумі електричних дипольних моментів всіх молекул в одиничному об'ємі речовини. Якщо діелектрик є ізотропним, то виконується рівність:
де - електрична стала; - діелектрична сприйнятливість речовини. Діелектрична сприйнятливість речовини пов'язана з діелектричної проникністю як:
де - характеризує ослаблення зовнішнього електричного поля в діелектрику за рахунок наявності поляризаційних зарядів. Полярні діелектрики мають найбільші величини. Так, для води = 81.
У деяких діелектриках поляризація виникає не тільки в зовнішньому електричному полі, але і при механічних напругах. Дані діелектрики звуться: п'єзоелектрики.
У діелектриків питомий електричний опір багато більше, ніж у провідників. Воно лежить в інтервалі: Ом / см. Тому, діелектрики застосовують для виготовлення ізоляції електротехнічних пристроїв. Важливим випадком застосування діелектриків є їх використання в електричних конденсаторах.