Polárne a nepolárne dielektrika
Podľa názorov klasickej fyziky sa dielektrika zásadne líšia od vodičov, pretože za normálnych podmienok v nich nie sú žiadne voľné elektrické náboje. Celkový náboj častíc tvoriacich dielektrické molekuly je nulový. To však vôbec neznamená, že molekuly týchto látok nie sú schopné vykazovať elektrické vlastnosti.
Všetky známe lineárne dielektrika možno rozdeliť do dvoch veľkých skupín: polárne dielektrika a nepolárne dielektrika. Toto rozdelenie je zavedené kvôli rozdielom v mechanizmoch polarizácie molekúl každého typu dielektrika. V skutočnosti sa mechanizmus polarizácie ukazuje ako mimoriadne dôležitý aspekt pri štúdiu fyzikálnych a chemických vlastností dielektrík a pri štúdiu ich elektrických vlastností.
Nepolárne dielektriká
Nepolárne dielektriká sa tiež nazývajú neutrálne dielektriká, pretože molekuly, z ktorých sú tieto dielektriká zložené, sa líšia v zhode ťažísk záporných a kladných nábojov vo vnútri.V dôsledku toho sa ukazuje, že molekuly nepolárnych dielektrík nemajú vlastný elektrický moment, rovná sa nule. A pri absencii vonkajšieho elektrického poľa sú kladné a záporné náboje molekúl takýchto látok usporiadané symetricky.
Ak sa vonkajšie elektrické pole aplikuje na nepolárne dielektrikum, potom sa kladný a záporný náboj v molekulách presunie z ich pôvodnej rovnovážnej polohy, molekuly sa stanú dipólmi, ktorých elektrické momenty budú teraz úmerné sile elektrického prúdu. pole aplikované na ne a budú smerované rovnobežne s poľom.
Príklady nepolárnych dielektrík, ktoré sa dnes úspešne používajú ako elektroizolačné materiály, sú: polyetylén, polystyrén, uhľovodíky, ropné izolačné oleje atď. Tiež jasnými predstaviteľmi nepolárnych molekúl sú napríklad dusík, oxid uhličitý, metán atď. Pán.
Nepolárne dielektriká, kvôli ich nízkym hodnotám tangentov dielektrických strát, sú široko používané ako vysokofrekvenčné dielektriká v kondenzátoroch, ako je K78-2.
Polárne dielektrika
V polárnych dielektrikách, ktoré sa tiež nazývajú dipólové dielektriky, majú molekuly svoj vlastný elektrický moment, to znamená, že ich molekuly sú polárne. Dôvodom je, že molekuly polárnych dielektrík majú asymetrickú štruktúru, takže ťažiská záporných a kladných nábojov v molekulách takýchto dielektrík sa nezhodujú.
Ak v nepolárnom polyméri sú niektoré atómy vodíka nahradené atómami iných prvkov alebo neuhľovodíkovými radikálmi, potom dostaneme len polárne (dipólové) dielektrikum, pretože v dôsledku toho dôjde k porušeniu symetrie. výmena. Pri určovaní polarity látky podľa jej chemického vzorca musí mať výskumník samozrejme predstavu o priestorovej štruktúre jej molekúl.
Keď nie je vonkajšie elektrické pole, osi molekulových dipólov sú v dôsledku tepelného pohybu orientované ľubovoľne, takže na povrchu dielektrika a v každom prvku jeho objemu je elektrický náboj v priemere nulový. Keď sa však dielektrikum zavedie do vonkajšieho poľa, dôjde k čiastočnej orientácii molekulárnych dipólov, v dôsledku čoho sa na povrchu dielektrika objavia nekompenzované makroskopicky spojené náboje, ktoré vytvárajú pole smerujúce do vonkajšieho poľa.
Príklady polárnych dielektrík zahŕňajú nasledujúce: chlórované uhľovodíky, epoxidové a fenolformaldehydové živice, zlúčeniny kremíka a kremíka atď. Napríklad molekuly vody a alkoholu sú tiež pozoruhodnými príkladmi polárnych molekúl. Polárne dielektriká sú široko používané v rôznych oblastiach techniky, ako sú piezoelektrické a feroelektrické, optika, nelineárna optika, elektronika, akustika atď.