Електростатично поле в диелектрици Видове диелектрици. Поляризация на диелектрика. Диелектрична проницаемост и възприемчивост. - презентация

1 Електростатично поле в диелектрици Видове диелектрици. Поляризация на диелектрика. Диелектрична проницаемост и възприемчивост.

2 Видове диелектрици. полярни неполярни А. В отсъствие на външно електрично поле Б. Във външно електрично поле H 2, O 2, N 2, CH 4 CO, NH, HCl, N 2 O, SO 2 кристали с йонна връзка еластичен дипол ориентация Диелектрици Проводници

3 Поляризация на диелектрика. - поляризация неполярни диелектрици полярни диелектрици А. В отсъствие на външно електрично поле Б. Във външно електрично поле хаотична ориентация на диполите възникват диполи ориентация на диполите по посока на полето [C/m 2 ]

4 Диелектрична проницаемост и възприемчивост. свързани заряди – дипол! - възприемчивост Показва колко пъти диелектрикът отслабва полето! Електрично поле в диелектрика: - относителна проницаемост абсолютна проницаемост - поляризуемост на молекула - концентрация, N = nΔV

5 Силови линии на интензитета На границата на диелектрика силовите линии се прекъсват.

6 Електрическа индукция. Електрическа индукция. Теорема на Гаус за електрическата индукция. Сегнетоелектрици. Прав и обратен пиезоелектричен ефект.

7 Електрическа индукция. [C/cm 2 ] 2. Непрекъснатост във вакуум: в диелектрик: 3. Индукционни силови линии На границата на диелектрика силовите линии на D не се прекъсват! - Поток на D Ф D е равен на броя на силовите линии пробождащи площ S, перпендикулярна на D. 4. Теорема на Гаус за D. Свойства: Потокът на вектора на електрическата индукция през произволна затворена повърхност е равен на сумата от зарядите, обградени от повърхнината. 1. Зависимост от диелектричните свойства на средата.

8 Сегнетоелектрици. Свойства: доменна структура; не е константа! Зависимостта на D от Е е нелинейна – Хистерезис. висока спонтанна поляризация; Във външно електрично поле се ориентират диполните моменти не само на отделни молекулни, а на цели домени.

9 Хистерезис Температурите на Кюри са: за сегнетовата сол -15 °C и +22,5 °C, за бариевият титанат -125 °C, поляризиране деполяризиране

10 Прав пиезоефект Изменение на поляризацията на диелектрик вследствие механична деформация. Приложение Кварц, сегнетова сол, турмалин, литиев ниобат, керамични сплави (бариев титанит, оловен титанит, оловен цирконат). кварц P1, P2, P3 – вектори на поляризацията надлъжен пиезоефект напречен пиезоефект При смяна на посоката на деформация, се сменя посоката на поляризация. при огъване При натоварване по оста z ( на чертежа) няма поляризация, също при еднакво натоварване (хидростатично) от всички посоки.

11 Обратен пиезоефект Изменение на размерите на диелектрик под действие на електрично поле. Електрострикция. Изменение на размерите на диелектрик под действие на електрично поле, което не зависи от посоката на полето. Прав пиезоефект Изборът на осите X,Y,Z е строго определен и е свързан с кристалографските оси на дадена кристална структура. Излъчване на звук и ултразвук, резонатори. Пиезоелектрическите преобразуватели, в които се използва правия пиезоефект, се използват за измерване на сили, налягания и ускорения, например в двигателите с вътрешно горене за контрол на детонациите, в акселерометрите и виброизмервателните уреди. Относителната диелектрична проницаемост на кварца е r = 4,5 и се променя незначително от температурата. При температури над 570 С кварцът губи пиезоелектрическите си свойства. Поради това се използва при температури до 200 С. Сегнетоeлектрически релаксор - PbMg1/3Nb2/3O3 (PMN). – фазовият му преход е силно размит по Т ~ о С за разлика от обикновените сегнетоелектрици.