Діелектрики, молекулярну будову, електричний момент
Відео: Заряд діелектрика
Стаття про діелектриках. У цій статті зібрані матеріали з різних навчальних посібників і книг з електротехніки. Описується молекулярну будову, електричний момент діелектриків.
Діелектриком називається речовина, основним електричним властивістю якого є здатність поляризуватися в електричному полі.
Характерною особливістю діелектриків є наявність сильно пов`язаних позитивних і негативних зарядів в молекулах, з яких складається речовина. З існуючих видів зв`язку для діелектриків, що застосовуються в електро- і радіотехніці, найбільш типовими є ковалентний неполярний, ковалентний полярна або гомеополярной, іонна або іонна, донорно-акцепторні. Сили зв`язку визначають не тільки будова і основні властивості речовини, а й наявність в ньому хаотично або впорядковано орієнтованих електричних моментів в мікро- або макроскопічних обсягах речовини.
Електричний момент з`являється в системі з двох однакових за величиною і різнойменних за знаком електричних зарядів ± q, розташованих на деякій відстані l один від одного, і визначається співвідношенням = ql.
Таку систему зарядів прийнято називати дипольної, а молекулу, утворену цією системою зарядів - диполем.
ковалентний зв`язок виникає при об`єднанні атомів в молекули, в результаті якого відбувається усуспільнення валентних електронів і доповнення зовнішньої електронної оболонки до стійкого стану.
Молекули з ковалентним неполярной зв`язком виникають при об`єднанні однойменних атомів типу H2, О2, Сl2, С, S, Si і т.д. і мають симетричну будову. В результаті збігу центрів позитивного і негативного зарядів електричний момент молекули дорівнює нулю, молекула неполярная і речовина (діелектрик) - неполярний.
Якщо молекули з ковалентним зв`язком утворюються з різнойменних атомів за рахунок усуспільнення пар валентних електронів, наприклад, Н2О, СН4, СН3Сl і т.д., то відсутність або наявність електричного моменту буде залежати від взаємного розташування атомів відносно один одного. При симетричному розташуванні атомів і, отже, збігу центрів зарядів - молекула буде неполярной. При несиметричному розташуванні за рахунок зміщення центрів зарядів на певну відстань виникає електричний момент, молекула називається полярною і речовина (діелектрик) - полярним.
Структурні моделі неполярних і полярних молекул представлені на малюнку нижче.
Характерною особливістю діелектриків є наявність сильно пов`язаних позитивних і негативних зарядів в молекулах, з яких складається речовина. З існуючих видів зв`язку для діелектриків, що застосовуються в електро- і радіотехніці, найбільш типовими є ковалентний неполярний, ковалентний полярна або гомеополярной, іонна або іонна, донорно-акцепторні. Сили зв`язку визначають не тільки будова і основні властивості речовини, а й наявність в ньому хаотично або впорядковано орієнтованих електричних моментів в мікро- або макроскопічних обсягах речовини.
Електричний момент з`являється в системі з двох однакових за величиною і різнойменних за знаком електричних зарядів ± q, розташованих на деякій відстані l один від одного, і визначається співвідношенням = ql.
Таку систему зарядів прийнято називати дипольної, а молекулу, утворену цією системою зарядів - диполем.
ковалентний зв`язок виникає при об`єднанні атомів в молекули, в результаті якого відбувається усуспільнення валентних електронів і доповнення зовнішньої електронної оболонки до стійкого стану.
Молекули з ковалентним неполярной зв`язком виникають при об`єднанні однойменних атомів типу H2, О2, Сl2, С, S, Si і т.д. і мають симетричну будову. В результаті збігу центрів позитивного і негативного зарядів електричний момент молекули дорівнює нулю, молекула неполярная і речовина (діелектрик) - неполярний.
Якщо молекули з ковалентним зв`язком утворюються з різнойменних атомів за рахунок усуспільнення пар валентних електронів, наприклад, Н2О, СН4, СН3Сl і т.д., то відсутність або наявність електричного моменту буде залежати від взаємного розташування атомів відносно один одного. При симетричному розташуванні атомів і, отже, збігу центрів зарядів - молекула буде неполярной. При несиметричному розташуванні за рахунок зміщення центрів зарядів на певну відстань виникає електричний момент, молекула називається полярною і речовина (діелектрик) - полярним.
Структурні моделі неполярних і полярних молекул представлені на малюнку нижче.
Незалежно від того, полярний або неполярний діелектрик, наявність електричного моменту в молекулах призводить до виникнення власного електричного поля в кожному мікроскопічному об`ємі речовини. При хаотичної орієнтації електричних моментів молекул за рахунок їх взаємної компенсації сумарне електричне поле в діелектрику дорівнює нулю. Якщо електричні моменти молекул орієнтовані переважно в одному напрямку, то електричне поле виникає у всьому обсязі речовини.
Таке явище спостерігається в речовинах з мимовільної (спонтанної) поляризацією, зокрема, в сегнетоелектриках.
Іонна і донорно-акцепторні зв`язки виникають при утворенні речовини з різнойменних атомів. При цьому атом одного хімічного елемента віддає, а інший приєднує або захоплює електрон. В результаті утворюються два іона, між якими виникає електричний момент.
Таким чином, за будовою молекул можна розділити діелектрики на три групи:
- неполярні діелектрики, електричний момент молекул яких дорівнює нулю-
- полярні діелектрики, електричний момент молекул яких відмінний від нуля-
- іонні діелектрики, в яких електричний момент виникає між іонами хімічних елементів, що становлять речовина.
Відео: Електричний пробій
Наявність електричних моментів в діелектриках, незалежно від причин їх виникнення, визначає їх основне властивість - здатність поляризуватися в електричному полі.
Поділитися в соц мережах:
Схожі
