Dielektryk: Różnice pomiędzy wersjami

{{Spis treści}}

 

 

== Definicja i nomenklatura ==

 

Stosowane są również różne definicje izolatora oparte na właściwościach i mikroskopowym mechanizmie przewodnictwa. Na przykład określa się tak substancję, dla której:

* [[konduktancja|przewodność]] rośnie wraz z [[temperatura|temperaturą]], w przeciwieństwie do [[metale|metalu]], w których przewodność maleje ze wzrostem temperatury.

 

Termin „dielektryk” od słów „dia-electric” został utworzony przez angielskiego filozofa i naukowca [[William Whewell|Williama Whewella]] na prośbę [[Michael Faraday|Michaela Faradaya]].

 

== Historia ==

* W 1739 kontynuujący eksperymenty Graya [[John Theophilus Desaguliers|Jean Theophile Desaguliers]] zaproponował nazwy „izolator” i „przewodnik”{{odn|Wróblewski|2006|s=251}}.

* W roku 1837 [[Michael Faraday]] zmierzył wpływ różnych dielektryków na pojemność kondensatora. Były to pierwsze ilościowe badania efektów wywołanych przez polaryzację dielektryka.

 

==== Historycznie ====

Faraday odkrył, że dielektryk całkowicie umieszczony w [[kondensator]]ze zwiększa jego pojemność, a efekt ten zależy od rodzaju dielektryka i może być opisany przez współczynnik

 

Charakteryzującą rodzaj dielektryka wielkość ''ε_r'' początkowo nazywano ''stałą dielektryczną'', ale ponieważ zależy ona od wielu czynników zewnętrznych (na przykład od temperatury i ciśnienia) oraz od częstotliwości, nazwa ta wyszła z użycia i obecnie nazywa się ją [[przenikalność elektryczna|względną przenikalnością dielektryczną]] (lub elektryczną). Faraday wprowadził również pojęcie polaryzacji dielektrycznej{{odn|Wróblewski|2006|s=308}}.

==== Wektor polaryzacji ====

{{osobny artykuł|wektor polaryzacji}}

 

gdzie:

 

==== Wektor indukcji elektrycznej ====

wtedy związek między polem zewnętrznym i wewnętrznym można opisać przez

 

==== W elektrostatyce ====

Wtedy

:: <math>\vec{E} = \vec E_0 - \chi \vec{E},</math>

a podatność i przenikalność są związane przez

:: <math>\chi = \varepsilon_r - 1.</math>

 

=== Przewodzenie prądu w dielektrykach ===

 

 

=== Zjawiska przebiciowe ===

[[Plik:Square1.jpg|thumb|200px|Wynik przebicia elektrycznego w dielektryku (tak zwana figura Lichtenberga)]]

{{osobny artykuł|przebicie elektryczne}}

* przebicie elektronowe, gdy natężenie pola elektrycznego jest tak duże, że rozpędzony w nim elektron otrzymuje energię wystarczającą by poprzez zderzenia mógł przenieść do pasma przewodzenia następne elektrony; proces postępuje lawinowo i w materiale powstaje strumień elektronów o dużej energii;

* przebicie cieplne – następuje gdy wydzielanie ciepła w materiale przekracza możliwości odprowadzania ciepła do otoczenia;

== Podział dielektryków ==

=== Ze względu na rodzaj polaryzacji ===

==== Dielektryki niepolarne ====

 

==== Dielektryki polarne ====

W dielektrykach polarnych cząsteczki dielektryka są dipolami nawet w nieobecności zewnętrznego pola elektrycznego. Przyłożenie pola powoduje wówczas częściową orientację cząsteczek wzdłuż linii jego sił. Taki mechanizm polaryzacji dielektryka nazywamy polaryzacją orientacyjną. Charakterystyczną cechą takiej polaryzacji jest silna zależność przenikalności dielektrycznej od temperatury.

 

Zjawiskiem nieliniowym jest też [[Zjawisko Kerra|efekt elektrooptyczny]] polegający na występowaniu [[dwójłomność|dwójłomności]] wymuszonej przyłożonym polem elektrycznym. Prowadzi to do obrotu płaszczyzny polaryzacji przechodzącego przez ośrodek światła, przy czym kąt obrotu zależy od przyłożonego pola. Dielektryk taki w połączeniu z polaryzatorem może służyć do modulacji wiązki z dużą szybkością. Jeśli zamiast polaryzatora wprowadzi się polaryzującą płytkę światłodzielącą, można polem elektrycznym sterować kierunkiem wiązki. Znajduje to zastosowanie na przykład we [[wzmacniacz optyczny|wzmacniaczach optycznych]] dla [[laser femtosekundowy|laserów femtosekundowych]].

 

 

== Dielektryki w technice ==

 

=== Podział ===

* [[dielektryki gazowe|gazy]]

** gazy szlachetne

** nieszlachetne składniki powietrza

* dielektryki ciekłe

** ciecze izolacyjne (np. oleje mineralne i syntetyczne – [[olej transformatorowy]], produkty chlorowania benzenu i bifenylu – [[polichlorowane bifenyle]], oleje silikonowe)

** rozpuszczalniki dielektryczne

** dielektryki wielkocząsteczkowe nieobrabialne cieplnie (np. [[celuloza]], [[papier]], [[drewno (technika)|drewno]], [[octan celulozy]])

** [[elastomery]] (np. [[kauczuk]] naturalny, [[guma|gumy]] naturalne, [[ebonit]], elastomery butadienowo-styrenowe)

** [[Duromery|duroplasty]] (np. [[bakelit]] i inne [[fenoplasty|żywice fenolowo-formaldehydowe]], [[żywice epoksydowe]], utwardzane [[żywice silikonowe]])

* materiały elektroizolacyjne stałe nieorganiczne

 

==== Współczynnik strat ====

 

== Zobacz też ==

|słownik = dielektryk

}}

* [[dipol]]

* [[napięcie jonizacji]]

* [[przebicie elektryczne]]

* [[wyładowanie elektryczne]]

 

== Uwagi ==

 

== Bibliografia ==

 

{{Kontrola autorytatywna}}