47. Поляризація діалектрика

Поляризáція діелектр́ична — виникнення дипольного електричного моменту у діелектрика, поміщеного у зовнішнє електричне поле; явище зміщення електричних зарядівдіелектрика під впливом зовнішнього електричного поля зумовлює виникнення внутрішнього електричного поля з протилежним напрямком, наслідком чого є зменшення прикладеного поля.

На відміну від провідника електричне поле проникає в діелектрик. Ця відмінність зумовлена тим, що в діелектрику нема вільних електричних зарядів, всі внутрішні заряди зв'язані, а тому під впливом поля можуть зміщуватися тільки на невелику віддаль. У результаті цих зміщень виникає електричне поле, що протидіє зовнішньому електричному полю. Відповідно на границях діелекрика виникають поверхневі заряди.

При знятті зовнішнього електричного поля діелектрична поляризація зникає, однак існують деякі речовини, що можуть зберігати наведену поляризацію. Їх називають електретами.

Кількісно діелектричну поляризацію одиниці об'єму діелектрика описує вектор поляризації, а зменшення напруженості електричного поля всередині діелектрика — поляризовність тадіелектрична проникність.

У зовнішньому електричному полі полі на діелектрик внаслідок зміщення зарядів діють сили, які називають пондеромоторними.

Діелектр́ична прон́икність (діелектрична стала) середовища ε — безрозмірна величина, що характеризує ізоляційні властивості середовища. Вона показує, у скільки разів взаємодія між зарядами в однорідному середовищі менша ніж у вакуумі.

Та́нгенс кута́ діелектри́чних втра́т — характеристика ізоляційних властивостей діелектриків та конденсаторів, яка визначається як відношення активної потужності до реактивної.

Реальний діелектрик не є ідеальним ізолятором і проводить бодай невеликий постійний електричний струм. Еквівалентну схему конденсатора, заповненого діелектриком, приведено на рисунку праворуч. В ній до ємності паралельно під'єднаний опір. Ідеальний конденсатор не проводить постійний струм, а при проходженні через нього змінного струму, сила струму опереджає напругу на півперіода по фазі. Для реального конденсатора це опередження дещо менше. Різниця між ідеальним значенням опередження 90° та реальним його значенням називаєтьсякутом діелектричних втрат. За характеристику діелектрика приймають тангенс цього кута, як величину, яку легше обчислити.

Для конденсатора з ємністю C та активним опором R та реактивним опором X, імпеданс Z дорівнює

,

де -циклічна частота. Тому

.

Величина, обернена до тангенса кута діелектричних втрат, називається добротністю конденсатора. Якісні ізолятори повинні мати якомога менший тангенс кута діелектричних втрат.