Статия за диелектриците. Тази статия обединява материали от различни уроци и книги по електротехника. Описана е молекулната структура, електрическият момент на диелектриците. Диелектрик е вещество, чието основно електрическо свойство е способността да се поляризира в електрическо поле.
Характерна особеност на диелектриците е наличието на силно свързани положителни и отрицателни заряди в молекулите, които изграждат веществото. От съществуващите видове свързване на диелектрици, използвани в електрическата и радиотехниката, най-типичните са ковалентни неполярни, ковалентни полярни или хомеополярни, йонни или хетерополярни, донорно-акцепторни. Силите на свързване определят не само структурата и основните свойства на веществото, но и наличието в него на хаотично или подредени електрически моменти в микро- или макроскопични обеми на вещество.
Електрическият момент се появява в система от два електрически заряда с еднаква величина и противоположни по знак ± q, разположени на определено разстояние l един от друг и се определя от съотношението? = ql.
Такава система от заряди обикновено се нарича дипол, а молекула, образувана от тази система от заряди, се нарича дипол.
Ковалентна връзка
възниква, когато атомите се комбинират в молекули, в резултат на което валентните електрони се социализират и външната електронна обвивка се допълва до стабилно състояние.
Молекули с ковалентна неполярна връзка възникват, когато се комбинират атоми със същото име, като H2, O2, Cl2, C, S, Si и др. и имат симетрична структура. В резултат на съвпадението на центровете на положителни и отрицателни заряди, електрическият момент на молекулата е нула, молекулата е неполярна и веществото (диелектрик) е неполярно.
Ако молекули с ковалентна връзка се образуват от различни атоми поради споделянето на двойки валентни електрони, например H2O, CH4, CH3Cl и т.н., тогава отсъствието или наличието на електрически момент ще зависи от взаимното подреждане на атомите един спрямо друг. Със симетрично разположение на атомите и следователно съвпадение на центровете на заряди, молекулата ще бъде неполярна. При асиметрично подреждане поради изместване на центровете на заряди на определено разстояние възниква електрически момент, молекулата се нарича полярна и веществото (диелектрик) е полярно. Структурните модели на неполярни и полярни молекули са показани на фигурата по-долу.
Независимо дали е полярен или неполярен диелектрик, наличието на електрически момент в молекулите води до появата на присъщо електрическо поле във всеки микроскопичен обем на веществото. При хаотична ориентация на електрическите моменти на молекулите поради тяхната взаимна компенсация, общото електрическо поле в диелектрика е нула. Ако електрическите моменти на молекулите са ориентирани предимно в една посока, тогава електрическото поле възниква в целия обем на веществото.
Това явление се наблюдава при вещества със спонтанна (спонтанна) поляризация, по -специално в сегнетоелектриците.
Йонни и донорно-акцепторни връзки
възникват, когато вещество се образува от различни атоми. В този случай атомът на един химичен елемент се отказва, а другият прикрепя или улавя електрон. В резултат на това се образуват два йона, между които възниква електрически момент.
Така, според структурата на молекулите, диелектриците могат да бъдат разделени на три групи:
- неполярни диелектрици, чийто електрически момент на молекулите е равен на нула;
- полярни диелектрици, чийто електрически момент на молекулите е ненулев;
- йонни диелектрици, при които възниква електрически момент между йони на химичните елементи, които съставляват веществото.
Наличието на електрически моменти в диелектриците, независимо от причините за възникването им, определя основното им свойство - способността да се поляризира в електрическо поле.
