Главная | Обратная связь

Диэлектрики во внешнем электрическом поле.

Пусть электр-ое поле в вакууме создано двумя бесконечными пластинами, к-рые имеют равные по величине, но противоположные по знаку заряды. В данном случае эти пластины представ-т собой вакуумный конденсатор, а напряженность электр-го поля внутри конденсатора (Е₀) будет выражаться через разность потенциалов между обкладками (Dj₀) конденсатора и расстояние между ними (d): ,где j₊ и j_‑ ‑ потенциалы обкладок конденсатора. Не изменяя величины заряда на обкладках, заполним конденсатор диэлектриком. В рез-те разность потенциалов в этой среде (Dj^*) будет меньше, чем в вакууме (Dj₀), след-но Е < Е₀. Коэф-т пропорциональности между напряженностями наз относительной диэлектрической проницаемостью в-ва. Она показ-т, во сколько раз ослабляется внешне электр-ое поле в объеме в-ва. Напр, для воздуха она составляет e = 1,0006; для воды e » 90. Реальные диэлектрики обладают некоторой электропроводностью,часть энергии теряется и переходит в теплоту, к-рые наз диэлектрическими потерями. Величина диэлектрических потерь в диэлектрике (W_e), находящегося между обкладками конденсатора, опред-ся , где С – емкость конденсатора; f - частота переменного электр-ого поля; tgd - тангенс угла диэлектрических потерь;Dj ‑ разность потенциалов между обкладками конденсатора. Диэлектрические потери в 1 см³ диэлектрика в однородном поле равны: . Произведение e×tgd наз коэф-том диэлектрических потерь. Яв-я происходящие в в-ве, помещенном в электр-ое поле, м б описаны с позиций двух теорий: электротехнической и молекулярной.

41. Электротехническая теория диэлектрических свойств.

Яв-я происходящие в в-ве, помещенном в электр-ое поле, м б описаны с позиций 2 теорий: электротехнической и молекулярной. Электротехническая теория диэлектрических св-в. Идеальный конденсатор без потерь (напр, вакуумный) хар-ся в цепях переменного тока сдвигом по фазе на 90° между током и напряжением (емкостной ток опережает напряжение в конденсаторе). Такой конденсатор потребляет лишь чисто реактивную мощность. Если конденсатор, имевший в вакууме емкость С₀, заполнить каким-либо в-вом, то емкость С возрастает в e раз, где e - относительная диэлектрическая проницаемость в-ва: . Конденсатор представ-т собой в общем случае 2 металлические пластины (обкладки), разделенные слоем диэлектрика. Его емкость определяется соотношением , где S - площадь обкладок; d -расст-е м/д обкладками; e₀ - диэлектрическая проницаемость вакуума (8,85×10^-12 Ф/м).Произведение ee₀ наз абс-й диэлектрической проницаемостью в-ва. В реал-х диэлектриках, помещенных в электр-ое поле, имеют место активные потери энергии, и угол сдвига фаз между током и напряжением оказывается меньше 90°. Для хар-ки потерь исп-т понятие «угол потерь» d = 90° - j, где j - угол сдвига фаз между током и напряжением для конденсатора с потерями. Согласно эквивалентной схеме конденсатора с потерями, тангенс угла диэлектрических потерь равен где С – емкость конденсатора;R – активное сопротивление конденсатора;f – частота переменного электр-ого поля. В ряде случаев в кач-ве эквивалентной схемы конденсатора с потерями выбирается схема, состоящая из конденсатора без потерь С₁ и сопротивления R₁, включенных последовательно . При этом угол потерь опред-ся формулой где С₁ – емкость конденсатора;R₁ – активное сопротивление конденсатора;f – частота переменного электр-ого поля. Если измерения выполнены при фиксированной частоте, то обе эквивалентные схемы равноправны, но при изучении поведения материалов в широком диапазоне частот требуются более сложные эквивалентные схемы.