Що таке поляризація діелектрика

Діелектрики та їх види

Діелектриками вважають речовини, які не проводять електричний струм. До них відносять багато чисті рідини, наприклад масла, бензини і дистильовану воду, а також кераміку, скло, суху деревину, кристали солей і гази під впливом несильних зовнішніх полів. Чіткої межі між провідниками і діелектриками немає, оскільки всі речовини в тій чи іншій мірі проводять електричний струм. Однак, якщо провідність виражена слабо, нею можна знехтувати і вважати речовина ідеальним ізолятором.

Під дією електричного поля заряди в діелектриках можуть зміщуватися тільки на незначну відстань, величина цього зміщення не перевищує розміри молекул і атомів. Дані зміщення приводять у появі індукованих зарядів, на відміну від провідників, такі заряди можуть виникати як на поверхні, так і всередині діелектрика.

Механізм поляризації неполярних діелектриків

До неполярних діелектриків відносять речовини, які складаються з атомів і молекул без власного дипольного моменту у відсутності поля. Це гази з симетричними двохатомними молекулами - водень, кисень і азот, пластмаси, органічні рідини і бензини. У них центри позитивних зарядів ядер збігаються з негативним зарядами електронних хмар.

Механізм поляризації неполярних діелектриків називають індукційним. Під дією зовнішнього поля центри зарядів зміщуються незначно, при цьому кожен атом набуває індукований дипольний момент. Його напрямок збігається з напрямком поля, а величина залежить від його напруженості.

Оскільки кожна молекула придбала дипольний момент, то весь діелектрик також його придбав. На відміну від провідників, в яких вплив поля характеризується величиною індукованих зарядів, важливим параметром діелектриків є дипольний момент одиниці об`єму - вектор поляризації.

Механізм поляризації полярних діелектриків

Молекули деяких речовин володіють власним дипольним моментом у відсутності зовнішнього електричного поля, такі діелектрики називають полярними. Електронні щільності в молекулах полярних діелектриків зміщені до одного з атомів, механізм поляризації тут інший. У відсутності зовнішнього поля дипольні моменти молекул орієнтовані хаотично, а їх сумарний момент дорівнює нулю.

Зовнішнє електричне поле впливає на обертовий момент кожної молекули, внаслідок чого вони починають орієнтуватися так, що їх дипольний момент вибудовується уздовж вектора напруженості зовнішнього поля. Даний механізм поляризації називають орієнтаційний. При цьому діелектрик набуває індукований дипольний момент.