Диэлектриктер (немесе изоляторлар)

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 3 бет
Таңдаулыға:

Диэлектриктер (немесе изоляторлар) дегеніміз еркін электр зарядтары жоқ денелер

Сыртқы қабықшаларьшың электрондары атом ядроларымен өлсіз байланысқан, сондықтан атомдардан жеңіл босанып кете алатын, сөйтіп заттың өне бойында емін-еркін орын ауыстыра алатын өткізгіштермен салыстырғанда, диэлектриктерде электрондар атомдармен немесе иондармен күпігі байланыскан, осыған байланысты олар зат бойымен еркін қозғала алмайды.

Диэлектриктердің екі түрі болады:

1) Полярлық - оң және теріс зарядтарының центрлері бір біріне қатысты ығысқан молекулалардан тұрады.

Полярлық молекуланың мысалы су молекуласы: онда сутегі - оттегі байланысы 108° шамалас бұрыш түзеді, электрон бұлты оттегінің теріс зарядталған ионына қарай ығысқан, сөйтіп, теріс зарядтың таралу центрі оттегіге қарай, ал оң зарядтың таралу центрі - сутегіге карай ығысқан болып шығады.

Полярлық молекуладан алысырақ жерлерде оны электрлік диполь бір-бірінен қайсы бір қашықтықта орналасқан шамалары бірдей таңбалары карама-қарсы екі зарядтардан тұратын нейтраль жүйе - деп қарастырған ыңғайлы.

2) Полярлық емес диэлектриктер - оң және теріс зарядтарының таралу центрлері бірдей түсетін молекулалардан тұрады. Полярлық еместерге молекулалары бір атомнан немесе бірдей екі атомнан тұратын диэлектриктер жатады (0 ₂ , М ₂ , Н ₂ ) .

Электр өрісіне тал болтан кезде диэлектриктегі зарядтар электрлік күштердің әсеріне ұшырайды, осьшың нәтижесінде диэлектрик полярланады (яғни онда екі карама қарсы зарядталған екі полюс пайда болып, өріс бойынша бағдаралана отырып, оң және теріс зарядтар оларға қарай ығысады) .

Поляризацияның екі микроскопиялық механизмі бар:

1) /Полярлық диэлектриктерде поляризация полярлық молекулалардың

өріс бойынша бұрылуы (бағдарлануы) өтеді.

Е = О

Полярлық емес диэлектриктерде молекулалардың өздері өріс бойымен созылып, полярланады.

Диэлектриктің электростатикалық өрістегі поляризациясы кезінде үлгінің сыртқы бетінде зарядталған қабаттар пайда болады, олар үлгінің ішінде сыртқы өріске қарсы бағытталған өз меншікті өрісін тудырады.

Бірақ өткізгіштегідей емес, полярланған диэлектрикте беттік зарядтардан пайда болтан ішкі өріс сыртқы өрісті толық өтемелей алмайды

Бұл айырмашылық туу себебі мынада: өткізгіште ішкі өрісті тудыратын беттік қабаттың пайда болуы еркін зарядтардың қозғалысының арқасында пайда болады, ал бұл қозғалыс (зарядтардың ажыратылуы) өткізгіштің ішіндегі өріс толық жоғалғанға дейін, осыған сәйкес, зарядтарды қозғалысқа келтіретін электр күштері жоғалғанға дейін созылады. Диэлектрикте болса, зарядтар еркін қозғала алмайды, беттік қабатты анықтайтын зарядтар шамасы диэлектриктің және оның молекулаларының құрылымымен және олардың бұрылыстарға қатысты (полярлық диэлектриктер) немесе созылуға қатысты (полярлық емес диэлектриктер) еркінідік дәрежелерімен анықталады. Сонымен диэлектриктегі өрістің әлсіреуі диэлектриктің затына тәуелді болады екен. Диэлектриктің электрлік қасиеттерін сандық сипаттау үшін арнаулы шама - диэлектрлік өтімділік енгізіледі.
Ортаның диэлектрлік өтімділігі ε дегеніміз біртекті диэлектриктің ішіндегі электр өрісінің кернеулігінің Е модуліның сол көздер вакуумде тудыратын өрістің кернеулігінің Е _о модулінен қанша есе аз болатындығын көрсететін физикалық шама:

әрі .

Диэлектриктерге қатысты электростатикалық өрісті, зарядтардың өзара әрекеттесуін және т. б. сипаттайтын барлық формулаларды қолдануға болады, тек k - коэффициент кэна ε есе азаяды (әлсірейді) :