En artikel om dielektrik. Denna artikel sammanför material från en mängd olika elektrotekniska självstudier och böcker. Molekylstrukturen, det elektriska momentet för dielektrikum beskrivs. Ett dielektrikum är ett ämne vars huvudsakliga elektriska egenskap är förmågan att polarisera i ett elektriskt fält.
Ett karakteristiskt drag för dielektrikum är närvaron av starkt kopplade positiva och negativa laddningar i molekylerna som utgör ämnet. Av de existerande bindningstyperna för dielektrik som används inom el- och radioteknik är de mest typiska kovalenta opolära, kovalenta polära eller homeopolära, joniska eller heteropolära, donatoracceptorer. Anslutningskrafterna bestämmer inte bara ett ämnes struktur och grundläggande egenskaper, utan också närvaron i det av kaotiskt eller ordnat orienterade elektriska moment i mikro- eller makroskopiska volymer av ett ämne.
Det elektriska momentet visas i ett system med två elektriska laddningar av samma storlek och motsatt i tecken ± q, beläget på ett visst avstånd l från varandra, och bestäms av förhållandet? = ql.
Ett sådant laddningssystem kallas vanligtvis en dipol, och en molekyl som bildas av detta laddningssystem kallas en dipol.
Kovalent bindning
uppstår när atomer kombineras till molekyler, vilket resulterar i att valenselektroner socialiseras och det yttre elektronskalet kompletteras till ett stabilt tillstånd.
Molekyler med en kovalent icke-polär bindning uppstår när atomer med samma namn, såsom H2, O2, Cl2, C, S, Si, etc. kombineras. och har en symmetrisk struktur. Som ett resultat av sammanfallet mellan centra för positiva och negativa laddningar är molekylens elektriska moment noll, molekylen är opolär och ämnet (dielektrisk) är opolärt.
Om molekyler med en kovalent bindning bildas av olika atomer på grund av delning av par av valenselektroner, till exempel H2O, CH4, CH3Cl, etc., kommer frånvaron eller närvaron av ett elektriskt moment att bero på det ömsesidiga arrangemanget av atomer i förhållande till varandra. Med ett symmetriskt arrangemang av atomer och därför sammanträffande av laddningscentra blir molekylen opolär. Med ett asymmetriskt arrangemang på grund av förskjutning av laddningscentra på ett visst avstånd uppstår ett elektriskt moment, molekylen kallas polär och ämnet (dielektrikum) är polärt. Strukturella modeller av icke-polära och polära molekyler visas i figuren nedan.
Oavsett om det är ett polärt eller opolärt dielektrikum, leder närvaron av ett elektriskt moment i molekyler till att ett inneboende elektriskt fält uppträder i varje mikroskopisk volym av ett ämne. Med en kaotisk orientering av molekylernas elektriska moment på grund av deras ömsesidiga kompensation är det totala elektriska fältet i dielektrikum noll. Om molekylernas elektriska moment främst är orienterade i en riktning, uppstår det elektriska fältet i ämnets hela volym.
Detta fenomen observeras i ämnen med spontan (spontan) polarisering, särskilt i ferroelektriska ämnen.
Joniska och donator-acceptorbindningar
uppstår när en substans bildas av till skillnad från atomer. I detta fall ger atomen i ett kemiskt element upp, och det andra fäster eller fångar en elektron. Som ett resultat bildas två joner, mellan vilka ett elektriskt moment uppstår.
Således, enligt molekylernas struktur, kan dielektrikum delas in i tre grupper:
- opolära dielektrikar, vars elektriska moment i molekylerna är lika med noll;
- polära dielektrikar, vars elektriska moment för molekylerna är noll;
- joniska dielektrikar, där ett elektriskt ögonblick inträffar mellan jonerna i de kemiska elementen som utgör ämnet.
Förekomsten av elektriska moment i dielektrik, oavsett orsakerna till deras förekomst, avgör deras huvudsakliga egenskap - förmågan att polarisera i ett elektriskt fält.
