Článok o dielektriku. Tento článok prináša materiály z rôznych elektrotechnických návodov a kníh. Je popísaná molekulárna štruktúra, elektrický moment dielektrika. Dielektrikum je látka, ktorej hlavnou elektrickou vlastnosťou je schopnosť polarizácie v elektrickom poli.
Charakteristickým znakom dielektrika je prítomnosť silne spojených pozitívnych a negatívnych nábojov v molekulách, ktoré tvoria látku. Z existujúcich typov väzieb pre dielektriká používaných v elektrotechnike a rádiovom inžinierstve sú najtypickejšie kovalentné nepolárne, kovalentné polárne alebo homeopolárne, iónové alebo heteropolárne donory a akceptory. Sily spojenia určujú nielen štruktúru a základné vlastnosti látky, ale aj prítomnosť chaoticky alebo usporiadane orientovaných elektrických momentov v mikro- alebo makroskopických objemoch látky.
Elektrický moment sa objavuje v sústave dvoch elektrických nábojov rovnakej veľkosti a opačných v znamienku ± q, nachádzajúcich sa v určitej vzdialenosti l od seba, a je určený pomerom? = ql.
Takýto systém nábojov sa zvyčajne nazýva dipól a molekula vytvorená týmto systémom nábojov sa nazýva dipól.
Kovalentná väzba
vzniká, keď sa atómy spoja do molekúl, v dôsledku čoho sa valenčné elektróny socializujú a vonkajší elektrónový obal sa doplní do stabilného stavu.
Molekuly s kovalentnou nepolárnou väzbou vznikajú kombináciou atómov rovnakého mena, ako sú H2, O2, Cl2, C, S, Si atď. a majú symetrickú štruktúru. V dôsledku zhody centier kladných a záporných nábojov je elektrický moment molekuly nulový, molekula je nepolárna a látka (dielektrikum) je nepolárna.
Ak sú molekuly s kovalentnou väzbou vytvorené z nepodobných atómov v dôsledku zdieľania párov valenčných elektrónov, napríklad H2O, CH4, CH3Cl atď., Potom neprítomnosť alebo prítomnosť elektrického momentu bude závisieť od vzájomného usporiadania atómov vzájomne voči sebe. So symetrickým usporiadaním atómov, a teda zhodou centier nábojov, bude molekula nepolárna. Pri asymetrickom usporiadaní v dôsledku posunutia stredov nábojov v určitej vzdialenosti vzniká elektrický moment, molekula sa nazýva polárna a látka (dielektrikum) je polárna. Štrukturálne modely nepolárnych a polárnych molekúl sú uvedené na obrázku nižšie.
Bez ohľadu na to, či ide o polárny alebo nepolárny dielektrikum, prítomnosť elektrického momentu v molekulách vedie k vzniku vnútorného elektrického poľa v každom mikroskopickom objeme látky. Pri chaotickej orientácii elektrických momentov molekúl v dôsledku ich vzájomnej kompenzácie je celkové elektrické pole v dielektriku nulové. Ak sú elektrické momenty molekúl orientované prevažne v jednom smere, potom elektrické pole vzniká v celom objeme látky.
Tento jav je pozorovaný v látkach so spontánnou (spontánnou) polarizáciou, najmä vo feroelektrikách.
Iónové a donorovo-akceptorové väzby
vznikajú, keď je látka vytvorená z odlišných atómov. V tomto prípade sa atóm jedného chemického prvku vzdá a druhý pripojí alebo zachytí elektrón. V dôsledku toho sa vytvoria dva ióny, medzi ktorými vzniká elektrický moment.
Podľa štruktúry molekúl je teda dielektrikum možné rozdeliť do troch skupín:
- nepolárne dielektrikum, ktorého elektrický moment molekúl je rovný nule;
- polárna dielektrika, elektrický moment molekúl je nenulový;
- iónové dielektrikum, v ktorom dochádza k elektrickému momentu medzi iónmi chemických prvkov, ktoré tvoria látku.
Prítomnosť elektrických momentov v dielektrikách, bez ohľadu na dôvody ich výskytu, určuje ich hlavnú vlastnosť - schopnosť polarizovať v elektrickom poli.
