Диэлектрики (17.05.2021 г.)

Со школьной скамьи известно, что все вещества по-разному реагируют на электрический ток. Одни хорошо его проводят, другие пропускают ток только при создании для этого условий, например, при высоких температурах. К проводникам относят в основном металлы, соли и щелочи, бор, олово, углерод и другие соединения. Третьи не проводят ток или плохо его проводят: это диэлектрики. В природе невозможно отыскать вещества, которые совсем не проводят электрический ток.

Что такое диэлектрик?

Вещества, относящиеся к этой группе, состоят из нейтральных атомов и таких же молекул. Положительно они заряжены в ядрах, отрицательно: в электронных слоях. Заряды находятся в постоянном движении, суммарно количество положительных и отрицательных зарядов остается одинаковым постоянно. В диэлектриках отсутствуют свободно заряженные электроны, в этом их отличие от проводников.

Классификация диэлектриков

Вещества классифицируются в зависимости от нескольких параметров. К ним относятся теплоемкость, вязкость, упругость, поляризация и т.д. Принимаются во внимание магнитные и оптические свойства, показатели механического напряжения, температурные режимы. Наиболее известными диэлектриками являются воздух, пластмасса, масло. Предусмотрена и более сложная классификация.

Сегнетоэлектрики

Это полярные диэлектрики, которые при отсутствии внешнего поля под воздействием высоких температур спонтанно поляризуются. Там, где температура нестабильна, сегнетоэлектрики меняют фазы, чтобы осуществить переход в новые кристаллические состояния, в которых нет спонтанной поляризации.

Пьезоэлектрики

Это кристаллы, поверхности которых при созданных специально условиях приобретают диэлектрические свойства. Возникает пьезоэффект, который был открыт братьями Кюри. Пьезоэлектрики получили распространение в установках, в которых нужен постоянный контроль показателей давления. Пьезоэлектрики разделяются на несколько разновидностей: натуральные и искусственные кристаллы, стекловолокно, пьезокерамику.

Пироэлектрики

Диэлектрики этого типа поляризуются спонтанно без видимых изменений внешнего поля. Спонтанная поляризация остается до определенного момента незаметной. Если температура повышается, то под влиянием электрического поля величина поляризации увеличивается, возникает пироэлектрический эффект. Кроме изменения показателей температуры на возникновение эффекта поляризации действует также деформация. К наиболее известным пироэлектрикам относят: янтарь, турмалин, цирконаты и титанаты свинца.

Электролюминофоры

Способны излучать свет под воздействием электромагнитного поля. Получить их можно в лабораторных условиях. Для этого на электроды конденсатора под напряжением помещают диэлектрик: к примеру, силиконовое масло. Один электрод остается прозрачным, это стекло с токопроводящим слоем. Сквозь него идет свет электролюминофора, второй электрод должен быть сделан из металла. Примером электролюминофоров служат светодиодные лампочки.

Электреты

Диэлектрики, способные сохранять эффект поляризации после того, как воздействие электрического поля было прекращено. Эффект связывают с особенностями зарядов электретов, которые получили название гетерозаряд и гомозаряд. Электреты изготавливают специально. Для этих целей создают электрическое поле и подвергают вещества физическому воздействию, которое ускоряет процесс миграции заряженных частиц. К электретам относят ряд биополимеров: полинуклеотиды, полисахариды, полипептиды.