Straipsnis apie dielektrikus. Šiame straipsnyje pateikiama medžiaga iš įvairių elektrotechnikos vadovėlių ir knygų. Aprašyta dielektrikų molekulinė sandara, elektrinis momentas. Dielektrikas yra medžiaga, kurios pagrindinė elektrinė savybė yra galimybė poliarizuoti elektriniame lauke.
Būdingas dielektrikų bruožas yra stipriai susietų teigiamų ir neigiamų krūvių buvimas medžiagas sudarančiose molekulėse. Iš esamų dielektrinių jungčių, naudojamų elektros ir radijo inžinerijoje, tipiškiausių yra kovalentinis nepolinis, kovalentinis polinis arba homeopolinis, joninis arba heteropolinis, donoro akceptorius. Sujungimo jėgos lemia ne tik medžiagos struktūrą ir pagrindines savybes, bet ir chaotiškai ar tvarkingai orientuotų elektrinių momentų buvimą medžiagos mikro- ar makroskopiniuose tūriuose.
Elektrinis momentas atsiranda dviejų vienodo dydžio ir priešingų ženklų ± q elektros krūvių sistemoje, esančioje tam tikru atstumu l vienas nuo kito, ir nustatomas pagal santykį? = ql.
Tokia krūvių sistema paprastai vadinama dipoliu, o šios krūvių sistemos suformuota molekulė - dipole.
Kovalentinis ryšys
atsiranda, kai atomai susijungia į molekules, todėl valentiniai elektronai socializuojasi ir išorinis elektronų apvalkalas papildomas stabilia būsena.
Molekulės, turinčios kovalentinį nepolinį ryšį, atsiranda sujungus to paties pavadinimo atomus, tokius kaip H2, O2, Cl2, C, S, Si ir kt. ir turi simetrišką struktūrą. Dėl teigiamų ir neigiamų krūvių centrų sutapimo molekulės elektrinis momentas yra lygus nuliui, molekulė yra nepolinė, o medžiaga (dielektrinė)-nepolinė.
Jei molekulės, turinčios kovalentinį ryšį, susidaro iš skirtingų atomų dėl bendrų valentinių elektronų porų, pavyzdžiui, H2O, CH4, CH3Cl ir kt., Tada elektrinio momento nebuvimas ar buvimas priklausys nuo abipusio atomų išsidėstymo. vienas kito atžvilgiu. Esant simetriškam atomų išdėstymui, taigi ir įkrovimo centrų sutapimui, molekulė bus nepolinė. Esant asimetriškam išdėstymui dėl krūvių centrų poslinkio tam tikru atstumu, atsiranda elektrinis momentas, molekulė vadinama poline, o medžiaga (dielektrinė) yra polinė. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyti ne polinių ir polinių molekulių struktūriniai modeliai.
Nepriklausomai nuo to, ar tai polinis, ar nepolinis dielektrikas, elektrinio momento buvimas molekulėse lemia vidinio elektrinio lauko atsiradimą kiekviename medžiagos mikroskopiniame tūryje. Esant chaotiškai molekulių elektrinių momentų orientacijai dėl jų tarpusavio kompensavimo, bendras elektrinis laukas dielektrike yra lygus nuliui. Jei molekulių elektriniai momentai yra orientuoti daugiausia viena kryptimi, tada elektrinis laukas atsiranda visame medžiagos tūryje.
Šis reiškinys pastebimas medžiagose, turinčiose spontanišką (spontanišką) poliarizaciją, ypač ferroelektrikuose.
Joninės ir donoro-akceptoriaus jungtys
atsiranda, kai medžiaga susidaro iš nepanašių atomų. Šiuo atveju vieno cheminio elemento atomas pasiduoda, o kitas prijungia arba fiksuoja elektroną. Dėl to susidaro du jonai, tarp kurių atsiranda elektrinis momentas.
Taigi, pagal molekulių struktūrą, dielektrikus galima suskirstyti į tris grupes:
- nepoliniai dielektrikai, kurių elektrinis molekulių momentas lygus nuliui;
- poliniai dielektrikai, kurių elektrinis molekulių momentas yra nulis;
- joniniai dielektrikai, kai tarp cheminių elementų, sudarančių medžiagą, jonų atsiranda elektrinis momentas.
Elektrinių momentų buvimas dielektrikuose, neatsižvelgiant į jų atsiradimo priežastis, lemia jų pagrindinę savybę - gebėjimą poliarizuoti elektriniame lauke.
