Диэлектрическая проницаемость смесей

Полупроводниковые материалы композиционные диэлектрики диэлектрическая проницаемость поляризация Явление сверхпроводимости Металлические сплавы Магнитотвердые материалы Диамагнетики Диэлектрические потери Пластмассы Пробой

Элeктрoизoляциoнныe материалы прaктичeски нe прoвoдят электрический ток, чaстo иx нaзывaют, диэлeктрикaми, oблaдaют бoльшим удельным сопротивлением, пoрядкa 10/8 – 10/13 Oм.м. Oни испoльзуются для изoлирoвaния токоведущих чaстeй элeктрoустaнoвoк. Пoлупрoвoдникoвыe материалы, a тoчнee удельное сопротивление пoлупрoвoдникoв измeняeтся в oчeнь бoльшoм интeрвaлe пo срaвнeнию с диэлeктрикaми и прoвoдникaми – oт 10/-5 дo 10/8 Oм-м.

На практике часто используются неоднородные композиционные диэлектрики, представляющие собой смеси двух или более различных веществ - компонентов смеси. К таким материалам относятся многие пластические массы, состоящие из связующего и наполнителей, керамические, волокнистые, пропитанные и непропитанные пористые материалы и т.п.

Для расчета эффективной диэлектрической проницаемости смеси предполагается, что ее отдельные компоненты не вступают друг с другом в химические реакции, т.е. смесь является физической.

Простейшим неоднородным диэлектриком является плоский конденсатор, который можно рассматривать как два параллельно (а) или последовательно (б) соединенных конденсатора с однородными диэлектриками.

Обозначая через y₁ и y₂ доли объемного содержания (объемные концентрации) первого и второго компонента для рассмотренного случая будем иметь для параллельного соединения:
^* = ₁ y₁ + ₂ y₂ ; (21)
для последовательного соединения:
^* = ₁₂/( y₁₁ + y₂₂) ; (22)
Для более общего случая смеси, состоящей из m компонентов для параллельного соединения:
^* = y_ii ; (23)
для последовательного соединения:
1/^* = (y_i/_i) ;(24)
Для расчета статистической смеси (хаотической, неупорядоченной в пространстве) предложено большое число формул, из которых широкое применение имеет формула Лихтенеккера. Эта формула, носящая название логарифмического закона смещения, для смеси двух компонентов имеет вид:
lg^* = y₁lg₁ + y₂lg₂ ; (25) а для m компонентов: lg^* = y_i lg_i; (26)
Для "вспененных" материалов (пенопластов, пенокерамики и др.), заполненных большим количеством мелких пор, из последней формулы (считая, что для газов =1, а плотность равна нулю) получается уравнение
lg^*= D^*/D_т lg_т ; (27)
где _т и D_т - диэлектрическая проницаемость и плотность сплошного, твердого диэлектрика,
a ^* и D^* - диэлектрическая проницаемость и плотность вспененного материала.
Основные виды поляризации в некоторых газообразных, жидких и твердых диэлектриках

Материал	диэлектрическая проницаемость	полярность	виды поляризации
ГАЗЫ
Воздух	1.00058	неполярный	электронная
Элегаз	1.00191	неполярный	электронная
Аммиак	1.0066	полярный	электронная, дипольная
ЖИДКОСТИ
Кабельное масло МН-4	2.2	неполярный	электронная
Бензол	2.218	Неполярный	электронная
Трихлордифенил	5.9	полярный	электронная, дипольная
ТВЕРДЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ
Парафин	1.9 - 2.2	неполярный	электронная
Полистирол	2.2 - 2.6	неполярный	электронная
Орг.стекло	4.0	полярное	электронная, дипольно-релаксационная
Фенолоформальдегидная смола	4.5	полярная	электронная, дипольно-релаксационная
Каменная соль	6.0	неполярная	электронная, ионная
Титанат кальция	150	полярный	электронная,ионная, электронно-релаксационная
Сегнетокерамика ВК-3	20000	полярная	электронная,ионная, спонтанная
Бариевое стекло	10	полярное	электронная,ионная, ионно-релаксационная

Электротехнические материалы Лекции Теория конструктивных материалов Электрические цепи в постоянного и переменного тока

По строению молекул диэлектрики делят на неполярные (нейтральные) и полярные. Нейтральные диэлектрики состоят из электрически нейтральных атомов и молекул, которые до воздействия на них электрического поля не обладают электрическими свойствами. Нейтральными диэлектриками являются: полиэтилен, фторопласт-4 и др. Среди нейтральных выделяют ионные кристаллические диэлектрики (слюда, кварц и др.), в которых каждая пара ионов составляет электрически нейтральную частицу