誘電体。 アクティブ誘電体 誘電体で作られた体の名前は何ですか?

導体- これは、電場の影響下で移動できる十分な数の自由電荷を内部に含む物体です。 印加された電場の影響下で導体に電流が発生することがあります。 すべての金属、塩や酸の溶液、湿った土壌、人体や動物の体は、電荷の良導体です。

誘電体または絶縁体- 内部に自由な電荷を含まない身体。 絶縁体では電流は流れません。

誘電体には、ガラス、プラスチック、ゴム、ボール紙、空気などが含まれます。 誘電体でできた物体を絶縁体といいます。 完全に非導電性の液体が蒸留されます。 精製水。 (その他の水(水道水や海水)にはある程度の不純物が含まれており、導体です)

電場における誘電体の分極- 正電荷と負電荷の反対方向への変位、つまり分子の配向。

誘電体を特徴付ける物理パラメータは誘電率です。 誘電率にはばらつきがある場合があります。

誘電体には、空気やその他のガス、ガラス、さまざまな樹脂、そしてもちろん乾燥したプラスチックが含まれます。 化学的に純粋な水も誘電体です。

誘電体は絶縁材料としてだけではなく使用されます。

導体と絶縁体は、電気を通す仕組みが異なります。 銅などの導体は電流を容易に伝導しますが、絶縁体(ガラス)は高電圧でのみ電流を伝導します。 導体と絶縁体は電流量を制御するために使用されます。 たとえば、避雷針には導体が使用されており、損傷を引き起こすことなく雷が地面に落ちるようにします。 スイッチには人を守るために絶縁体が使われています。

デバイスに電流を流す必要がある場合は、抵抗の低い導体が使用されます。 ほとんどの電線は、電流をよく伝導する金属で作られています。 ほとんどの場合、導体は銅でできており、この金属は高い導電性 (低い抵抗) を持っています。

電流がワイヤを流れると、抵抗が発生します。 これにより、導体が発熱します。 電気機器をヒーターとして使用する場合、その機器には、細いニッケル線やクロム線など、抵抗の高い導体が含まれています。

ワイヤの導電率と抵抗率はその太さに依存します。 細いワイヤは、同じ材料で作られた太いワイヤと比較して、導電性が低く(抵抗が高く)なります。

細いワイヤは、電話などの低電圧ネットワークで使用されます。 太い導体は、電気ストーブへの電力供給など、より大きな電流向けに設計されています。

誘電体とは、実質的に電流を通さない材料または物質です。 この導電性は、電子とイオンの数が少ないためです。 これらの粒子は、高温特性が達成された場合にのみ非導電性材料で形成されます。 誘電体とは何かについては、この記事で説明します。

説明

電子または無線の導体、半導体、または帯電した誘電体はそれ自体に電流を流しますが、誘電体の特性は、550 V を超える高電圧でも小さな電流が流れることです。 誘電体内の電流は、荷電粒子が特定の方向 (正または負の方向) に移動することです。

電流の種類

誘電体の電気伝導率は以下に基づいています。

  • 吸収電流とは、平衡状態に達するまで誘電体中を一定の電流で流れる電流で、オンにして電圧を印加したときとオフにしたときに方向が変わります。 交流では、誘電体内の電圧は、電界が作用している間ずっと存在します。
  • 電子伝導度は、場の影響下での電子の動きです。
  • イオン伝導度はイオンの動きです。 塩、酸、アルカリなどの電解質溶液、および多くの誘電体に含まれます。
  • モリオンの電気伝導度は、モリオンと呼ばれる荷電粒子の動きです。 コロイド系、エマルジョン、懸濁液に含まれます。 電場中でモリオンが移動する現象を電気泳動といいます。

それらは、凝集状態と化学的性質に従って分類されます。 前者は固体、液体、気体、固化物に分けられます。 化学的性質に基づいて、有機材料、無機材料、有機元素材料に分類されます。

集約の状態によると、次のようになります。

  • 気体の電気伝導率。ガス状物質の電流伝導率はかなり低くなります。 これは、外部および内部、電子的およびイオン的要因(X 線と放射線、分子と荷電粒子の衝突、熱的要因)の影響によって現れる自由荷電粒子の存在下で発生する可能性があります。
  • 液体誘電体の電気伝導率。依存要素: 分子構造、温度、不純物、大きな電荷の電子とイオンの存在。 液体誘電体の導電率は、水分と不純物の存在に大きく依存します。 極性物質の電気伝導性も、解離したイオンを含む液体を使用して生成されます。 極性液体と無極性液体を比較すると、前者が導電率において明らかに有利です。 液体から不純物を取り除くと、その導電性が低下します。 導電率とその温度が上昇すると、粘度が低下し、イオン移動度が増加します。
  • 固体誘電体。それらの電気伝導率は、帯電した誘電粒子と不純物の動きによって決まります。 強い電流の場では、導電性が現れます。

誘電体の物性

材料の比抵抗が 10-5 Ohm*m 未満の場合、導体として分類できます。 108 Ohm*m を超える場合 - 誘電体へ。 抵抗率が導体の抵抗値よりも数倍大きくなる場合があります。 10-5-108 Ohm*m の範囲に半導体があります。 金属材料は電流の優れた伝導体です。

周期表全体のうち、非金属として分類される元素は 25 個だけで、そのうち 12 個は半導体の性質を持つ可能性があります。 しかし、もちろん、表にある物質に加えて、導体、半導体、または誘電体の特性を持つ合金、組成物、または化合物がさらに多く存在します。 これに基づいて、さまざまな物質の値とその抵抗の間に明確な線を引くことは困難です。 たとえば、温度係数が低下すると、半導体は誘電体のように動作します。

応用

非導電性材料は電気部品の中で最も一般的なものの 1 つであるため、その使用は非常に広範囲にわたっています。 それらの特性により、アクティブおよびパッシブ形式で使用できることがかなり明らかになりました。

受動的な形では、誘電体の特性は電気絶縁材料に使用されます。

活性な形では、強誘電体やレーザーエミッターの材料に使用されます。

基本的な誘電体

一般的に発生するタイプは次のとおりです。

  • ガラス。
  • ゴム。
  • 油。
  • アスファルト。
  • 磁器。
  • 石英。
  • 空気。
  • ダイヤモンド。
  • 純水。
  • プラスチック。

液体誘電体とは何ですか?

このタイプの分極は電流の場で発生します。 液体の非導電性物質は、材料を注入または含浸する技術で使用されます。 液体誘電体には 3 つのクラスがあります。

石油はわずかに粘性があり、ほとんどが無極性です。 これらは高電圧機器、つまり高圧水でよく使用されます。 は無極性誘電体です。 ケーブルオイルは、最大 40 kV の電圧の絶縁紙線の含浸や、120 kV を超える電流の金属ベースのコーティングに用途が見出されています。 変圧器油はコンデンサ油よりも純粋な構造をしています。 このタイプの誘電体は、アナログの物質や材料に比べてコストが高いにもかかわらず、生産に広く使用されています。

合成誘電体とは何ですか? 現在、塩素化炭素をベースにして製造されているため、その毒性の高さからほぼどこでも禁止されています。 また、液体誘電体は有機シリコンをベースにしており、安全で環境に優しいものです。 金属を錆びさせず、吸湿性も低いタイプです。 有機フッ素化合物を含む液化誘電体があり、その不燃性、熱特性、酸化安定性により特に人気があります。

そして最後のタイプは植物油です。 これらは弱極性の誘電体であり、亜麻、ヒマシ、桐、麻などが含まれます。 ヒマシ油は高温になるため、ペーパーコンデンサーに使用されます。 残った油は蒸発しやすいものです。 それらの蒸発は自然蒸発ではなく、重合と呼ばれる化学反応によって引き起こされます。 エナメルや塗料に積極的に使用されています。

結論

この記事では、誘電体とは何かについて詳しく説明しました。 さまざまな種類とその特性について説明しました。 もちろん、それらの特性の微妙さを理解するには、それらについての物理セクションをより深く勉強する必要があります。

導体は、電場の影響下で移動できる十分な量の自由電荷を含む物体です。
印加された電場の影響下で導体に電流が発生することがあります。
すべての金属、塩や酸の溶液、湿った土壌、人体や動物の体は、電荷の良導体です。

絶縁体(または誘電体)は、内部に自由電荷を含まない物体です。
絶縁体では電流は流れません。
誘電体には、ガラス、プラスチック、ゴム、ボール紙、空気などが含まれます。 誘電体でできた物体を絶縁体といいます。
完全に非導電性の液体が蒸留されます。 精製水、
(その他の水(水道水や海水)にはある程度の不純物が含まれており、導体です)

金属中の電流

金属には常に多数の自由電子が存在します。
金属導体中の電流は、電流源によって生成される電場の影響下での自由電子の規則正しい動きです。


液体中の電流

塩と酸の溶液、および普通の水 (蒸留水を除く) は電流を流すことができます。
電流を流すことができる溶液を電解質といいます。
溶液中では、溶質の分子は溶媒の作用により正イオンと負イオンに変換されます。 溶液に印加される電場の影響下で、イオンは移動することができます。マイナスイオンは正極に、プラスイオンは負極に移動します。
電解液中では電流が発生します。
電流が電解質を通過すると、溶液に含まれる純物質が電極上に放出されます。 この現象を電気分解といいます
電流の作用により電解液に不可逆的な化学変化が起こり、電流をさらに維持するには電解液を新しいものに交換する必要があります。

面白い

17 世紀、ウィリアム ギルバートが、多くの物体がこすられると帯電する能力を持っていることを証明した後、科学では、帯電に関してすべての物体は 2 つのタイプに分類されると信じられていました。摩擦によって帯電できる物体と、摩擦によって帯電する物体です。摩擦により帯電しません。
一部の天体にも電気を分配する能力があることが発見されたのは、18 世紀の前半になってからです。 この方向の最初の実験はイギリスの物理学者グレイによって実行されました。 1729 年、グレイは電気伝導現象を発見しました。 彼は、電気が金属線を介してある体から別の体に伝わることを発見しました。 電気は絹糸に沿って伝わりませんでした。 物質を電気の導体と非導体に分類したのはグレイでした。 1739年のみ 最終的に、すべての物体は導体と誘電体に分割されるべきであることが確立されました。
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19世紀初頭までに、電気魚の放電は金属を通過するが、ガラスや空気は通過しないことが知られるようになりました。


あなたは知っていますか

ガルバノステジー。

電気分解を使用して物体を金属層でコーティングすることを電気メッキと呼びます。 金属物だけでなく、木製品、植物の葉、レース、昆虫の死骸などもメタライズできます。 まず、これらのオブジェクトを硬くする必要があります。これを行うには、溶けたワックスの中にしばらく保持します。
次に、それらをグラファイトの層で均一に覆い(たとえば、鉛筆の芯でこすって)導電性を高め、電極として電解液のガルバニック浴に下げ、しばらくの間電気を流します。 現在。 しばらくすると、溶液に含まれる金属がこの電極上で放出され、対象物を均一に覆います。

パルティア王国の時代に遡る考古学的発掘により、すでに 2,000 年前に製品の電気めっきと銀め​​っきが行われていたと考えられます。
このことは、エジプトのファラオの墓からの発見によっても証明されています。


電解質を使った実験

1. 硫酸銅の溶液を取り、電気回路を組み立て、電極 (鉛筆の黒鉛棒) を溶液に浸すと、電球が点灯します。 電流があるよ!
バッテリーのマイナスに接続されている電極をアルミニウム製のボタンに置​​き換えて、実験を繰り返します。 しばらくすると、「金色」になります。 銅の層で覆われます。 これがガルバノステジーの現象です。

2. 必要なもの: 強い食塩溶液を入れたガラス、懐中電灯の電池、長さ約10 cmの銅線2本 細いサンドペーパーでワイヤーの端をきれいにします。 ワイヤーの一端をバッテリーの各極に接続します。 ワイヤーの自由端を溶液の入ったガラスに浸します。 ワイヤーの下がった端付近で泡が上がってきます!


自分でやれ!

1. 物質が電流の導体であるかどうかを判断するための測定装置、つまりテスターを作成します。 これを行うには、バッテリー、懐中電灯ランプ、接続ワイヤーが必要です。 組み立てた電気回路を研究対象の導体に近づけ、ランプの光の有無によってその物質が導体であるかどうかを判断します。

2. 次のように、液体中に自由電荷が存在することを実証できます。金属製のやかんとアルミニウム ガラスを、導体を備えた熱量計から検流計に接続します。 やかんに水を入れ、塩を少々溶かします。 ケトルからグラスに塩水を細い流れで注ぎ始めます。検流計は電流の存在を示します。 ジェットの長さや太さを変えることで、電流の強さの変化を監視します。


ただし、現場の状況では、接地線を 2.5 m までの深さに埋め込むことが推奨されます。
これは常に可能なわけではありません。 したがって、接地は地面にピンを打ち込む形で行われることが多いです。 この場合、接地領域に塩水を与えることがなぜ役立つのでしょうか?


いや、いや!

電気設備で火災が発生した場合は、直ちにスイッチをオフにする必要があります。 電流によって引き起こされる火災は、水や通常の消火器では消すことができません。 水の流れは導体なので、回路が再び閉じて火災の原因が回復する可能性があります。 この場合、乾燥砂またはサンドブラスト消火器を使用する必要があります。


人間の体は電気の導体です

人が誤ってエネルギーを摂取すると、怪我や死亡事故が発生する可能性があります。

電気回路を扱うときは、次のことを行わないでください。
- 裸線を両手で同時に触ることはできません。
- 地面や湿った床(セメントや木製であっても)の上に立っているときは、裸のワイヤーに触れないでください。
- 故障した電気製品は使用しないでください。
- 電気機器を電源から切り離さずに修理することはできません。

感電被害者の応急処置。

多くの場合、本人は電流が流れるワイヤーから自由になれません。 電流によりけいれん的な筋肉の収縮が引き起こされるか、被害者は意識を失います。 まず、電流が流れているワイヤーから人を切り離す必要があります。 これを行うには、電流をオフにするか、メーターの近くにあるヒューズのネジを外す必要があります。 スイッチが遠い場合は、木の棒 (非導電性の物体) を使用してスイッチをワイヤーから引き離す必要があります。 足の下にはゴムマット、乾いたボード、リノリウムなどの断熱面が必要です。 素手で乾いた衣服の端をつかみ、片手でのみ犠牲者をワイヤーから引き離すことができます。 アースに接続されているものには触れないでください。 導電性の物体!
その後、被害者を仰向けに寝かせ、医師を呼ぶ必要があります。

ソケットに指を突っ込まないでください。後で便利になります。

定義、目的、分類

電気絶縁材料

誘電体- 静電界が長時間存在する可能性のある物質。 これらの材料は、導電性の材料とは対照的に、印加される一定の電圧の影響下では実際には電流を通しません。

電気絶縁の目的は主に、電気機器の動作にとって望ましくない経路に沿った電流の通過を防ぐことです。 さらに、電気デバイスの誘電体、特にコンデンサは、必要な静電容量を提供する積極的な役割を果たします。

双極子誘電体は、その分子が空間内で非対称に配置されている誘電体です。 通常、それらは中性誘電体よりも高い誘電率を持っています。 双極子誘電体は中性誘電体よりも吸湿性が高く、水に濡れやすいです。

誘電体も次のように分類されます。 異極性(イオン性)、その分子は比較的容易に逆に帯電した部分に分割されます (イオン)、ホメオポーラ、イオンに分解されない。

電気絶縁材料は化学組成に基づいて次のように分類されます。 オーガニック、 V その組成には炭素が含まれており、 無機、炭素を含まないこと。 いつもの、 無機材料は耐熱性が高い, オーガニックよりも。

誘電体の電気伝導度

まさにその目的から、定電圧の影響下にある誘電体は電流をまったく流すべきではありません。 不導体。しかし、実際に使用されているすべての電気絶縁材料は、定電圧を印加すると、微小な電流、いわゆる 漏れ電流。したがって、電気絶縁材料の抵抗率は非常に大きいですが、無限大ではありません。

抵抗絶縁部分は、この絶縁部分に印加される DC 電圧の比に等しい U (ボルト単位) から漏れ電流まで (アンペア単位) このセクションを通して:

絶縁体の導電率

.

区別する 体積抵抗分離 R V , 絶縁体が厚さを通る電流の通過に対して生じる障害を数値的に決定し、 表面抵抗R S 絶縁表面に沿った電流の通過に対する障害を定義し、湿気や汚染などによる誘電体の表面層の導電率の増加の存在を特徴付けます。

インピーダンス絶縁は、電極、体積と表面の間に並列に接続された 2 つの抵抗の結果として定義されます。

断面のある平らな断熱材の場合 S[cm 2 ] と厚さ h[cm] 体積抵抗 (エッジの影響を除く) は次と等しくなります。

.

数値的に ρ V一辺が 1 の立方体の抵抗 (オーム単位) に等しい cm電流が立方体の向かい合う 2 つの面を通過する場合、特定の材料の場合、次のようになります。

.

1 オーム・センチメートル= 10 4 オーム・ム 2 /分= 10 6 μΩ・cm= 10 -2 うーん、うーん。

体積抵抗率の逆数

,

呼ばれた 体積比導電率材料。

価値観 ρ V実際に使用されている固体および液体の電気絶縁材料の範囲は、約 10 8 ~ 10 10 です。 オーム・センチメートル重要でない場合に使用される比較的低品質の材料 (木材、大理石、アスベスト セメントなど) の場合、最大 10 16 ~ 10 18 オーム・センチメートル琥珀、ポリスチレン、ポリエチレンなどの材質用 非イオン化ガス用 ρ V 10 19 ~10 20頃 オーム・センチメートル高品質の固体誘電体と良導体の抵抗率(常温)の比は、10 22 ~10 24 という膨大な数で表されます。

比表面抵抗ρ S電気絶縁材料の特性を特徴づけ、それから作られた絶縁体に表面抵抗を生じさせます。 平行な長さの直線エッジを持つ電極間の表面抵抗 (エッジの影響を無視した場合) b, 互いに距離を置いて位置する 、材料の厚さを通る体積漏れ電流を除外すると、次と等しくなります。 , どこ 。

マグニチュード ρ S数値的には、特定の材料の表面上の正方形(任意のサイズ)の抵抗に等しい , この正方形の対向する 2 辺を制限する電極に電流が供給される場合 .

誘電体の電気伝導率の物理的性質

誘電体の電気伝導率は、誘電体中に遊離の(つまり、特定の分子と結合しておらず、印加された電場の影響下で移動できる)荷電粒子、つまりイオン、モリオン(コロイド粒子)、そして場合によっては電子が存在することによって説明されます。

ほとんどの電気絶縁材料に最も典型的なもの イオン伝導率。場合によっては、誘電体の主物質が電気分解を受けることに注意してください。 例としてはガラスが挙げられます。ガラスでは、その透明性により、電気分解生成物の放出を直接観察できます。 導電率を低下させるために加熱されたガラスに直流電流が流れると、ガラスを構成する金属、主にナトリウムの特徴的な木のような堆積物 (「デンドライト」) が陰極に形成されます。 さらに多くの場合、誘電体の主物質の分子が容易にイオン化する能力を持たない場合が観察されますが、誘電体中にほぼ必然的に存在する不純物(水分、塩、酸、不純物)によってイオン導電性が発生します。アルカリなど。非常に小さいものでも、場合によっては化学分析で検出するのが難しい不純物が含まれていても、物質の導電性に大きな影響を与える可能性があります。 したがって、誘電体の製造および一般に電気絶縁技術においては、出発製品の純度と作業場の清浄度が非常に重要です。 イオン伝導性を有する誘電体では、ファラデーの法則、つまり絶縁体を通過する電気量(定電流で)と電気分解中に放出される物質の量との間の比例関係が厳密に観察されます。

増やす場合 温度電気絶縁材料の抵抗率は、通常、大幅に減少します。 明らかに、電気絶縁の使用条件はより厳しくなります。 逆に、低温では、非常に貧弱な誘電体でも高い値が得られます。 ρ V .

たとえ少量の水の存在でも、大幅に減少する可能性があります。 ρ V誘電。 これは、水中に存在する不純物がイオンに解離すること、または水の存在が物質自体の分子の解離に寄与する可能性があるという事実によって説明されます。 したがって、電気絶縁の動作条件は、次の場合により困難になります。 水分補給。加湿は変化に非常に強い影響を与えます ρ V水分が繊維に沿って連続膜を形成する繊維状の材料やその他の材料、つまり、ある電極から別の電極まで誘電体全体を貫通する「ブリッジ」を形成します。

乾燥後の湿気を防ぐために、吸湿性の材料には非吸湿性のワニスやコンパウンドなどが含浸またはコーティングされます。 乾燥電気絶縁体から水分が除去され、抵抗が増加します。 そのため、気温が上昇すると、 ρ V湿った材料は最初は成長することさえありますが(水分を除去する効果が温度上昇の効果を上回る場合)、水分のかなりの部分を除去した後でのみ減少が始まります。 ρ V .

絶縁抵抗が低下する場合があります。 電圧の増加、これは実用上重要な意味を持ちます。動作電圧よりも低い電圧で (機械、ケーブル、コンデンサなどの) 絶縁抵抗を測定することにより、過大評価された抵抗値を得ることができます。

依存症 R から電圧値に関する問題は、次のようなさまざまな理由で説明されます。

    誘電体における空間電荷の形成。

    電極と測定絶縁体との接触不良など。

十分に高い電圧では、電界の力によって電子が放出される可能性があります。 この場合、追加の電子伝導性が生成され、全体の電気伝導性が大幅に増加します。 この現象は、絶縁破壊が起こる前に起こります。

一定の電圧が固体誘電体に印加されると、ほとんどの場合、電流は時間の経過とともに徐々に減少し、特定の定常状態の値に漸近します。 したがって、誘電体の導電率は徐々に増加し、抵抗は減少します。 経時的な導電率の変化は、誘電体内の電気分解プロセスやその他の理由による、空間電荷の形成の影響に関連しています。

表面比抵抗の変化の性質 ρ Sさまざまな要因(温度、湿度、電圧、電圧にさらされた時間)による誘電体の変化の性質は似ています。 ρ V上で説明しました。 マグニチュード ρ S吸湿性誘電体は湿気に非常に敏感です。

誘電体の分極

誘電体の最も重要な特性は、外部から印加された電圧の影響下で分極する能力です。 分極は、結局のところ、誘電体の荷電材料粒子の空間的位置の変化に起因し、誘電体は 誘導された電気トルク、そしてその中に電荷が形成されます。 電圧が印加される電極を備えた絶縁体の一部の部分を考えると、 U [V]、次にこのセクションの担当 Q [Cl] 式によって決まります

Q= C.U. .

ここ 絶縁体の特定の部分の静電容量 (ファラッド単位で測定) (f)。

絶縁容量は、材料 (誘電体) と絶縁体の幾何学的寸法と構成の両方に依存します。

特定の誘電体が電気容量を形成する能力は、その誘電体と呼ばれます。 誘電率そして指定されている ε 。 マグニチュード ε 真空は 1 つとして扱われます。

させて - 任意の形状およびサイズの真空コンデンサの容量。 コンデンサのプレートのサイズ、形状、相対位置を変更せずに、そのプレート間の空間が誘電率を持つ材料で満たされるとします。 ε 、コンデンサの静電容量が増加し、その値に達します。

C=εC .

したがって、物質の誘電率とは、コンデンサの電極の大きさや形状を変えずに、電極間にある物質を充填した場合、真空コンデンサの容量が何倍になるかを示す数値です。 与えられた幾何学的寸法と形状のコンデンサの静電容量は正比例します。 ε 誘電。

誘電率の値は、静電気学の多くの基本方程式に含まれています。 はい、法律に従って ペンダント大きさのある 2 点電荷の相互反発力 Q 1と Q誘電率を持つ媒体内にある 2 (絶対電荷単位) ε お互いに距離を置いて h[cm] , は:

誘電率は無次元の量です。 気体の場合、これは 1 に非常に近い値です。したがって、通常の状態の空気の場合、 ε= 1.00058。 ほとんどの液体および固体電気絶縁材料に対応 ε – 数単位のオーダーであり、数十単位を超えることは少なく、100 を超えることは非常にまれです。特別なクラスの物質 - 強誘電体 - は、特定の条件下で非常に高い誘電率の値を持ちます。

偏光の物理的本質

分極は、導電性と同様に、空間内の電荷の移動によって引き起こされます。 これら 2 つの現象の違いは次のとおりです。

    二極化はシフトを引き起こす 関連している特定の電荷分子は特定の分子の境界を越えることができませんが、導電性は誘電体内で比較的長距離にわたって移動できる自由電荷の移動(ドリフト)によるものです。

    分極変位 – 電荷の弾性シフト。 誘電体に印加された電圧が終了すると、移動した電荷は元の位置に戻る傾向がありますが、これは導電性としては一般的ではありません。

    均質な材料の分極はほぼすべての誘電体分子で発生しますが、誘電体の導電率は少量の不純物 (汚染物質) の存在によって決まることがよくあります。

誘電体に外部から一定の電圧が印加されている限り伝導電流は存在しますが、 バイアス電流(容量性電流)直流電圧がオンまたはオフになったとき、または印加電圧の大きさが変化したときにのみ発生します。 長い間影響を受ける誘電体にのみ容量性電流が存在します。 交流電圧。

最も典型的な種類の分極は、電子、イオン、双極子です。

電子分極- 原子核に対する電子軌道の変位。 外部電界が印加されると電子分極は極めて短時間(10 -15 程度)で起こります。 秒)。

イオン分極(イオン性誘電体の場合) - 分子を構成するイオンの相互の相対的な変位。 この分極は電子分極よりも長い周期で発生しますが、非常に短い周期 (約 10 -13 秒) で発生することもあります。

電子分極およびイオン分極 - 種類 変形分極、外部電場の方向における相互の電荷の移動を表します。

双極子(配向)分極は、物質の双極子分子の回転 (方向) に帰着します。 この分極は変形分極と比較して数値的に大きく、異なる物質の分子ごとに異なる時間間隔にわたって完全に発生しますが、変形分極の継続時間よりも大幅に長くなります。

中性の誘電体では変形分極のみが発生する可能性があることは明らかです。 これらの誘電体は比較的低い誘電率を持っています(たとえば、液体および固体の炭化水素の場合) ε 約1.9〜2.8)。

表1.1

いくつかの物質の誘電率

変形分極に加えて配向分極も観察される双極子誘電体は、中性誘電体と比較して高い値の誘電率を持ち、双極子誘電体では、たとえば水に対して、 ε = 82.

一般に、双極子物質の誘電率は、分子のサイズ(または分子量)が小さいほど大きくなります。 はい、かなり大きいです ε 水は分子の大きさが非常に小さいためです。

誘電率の周波数依存性。変形分極の確立時間は、現代の無線電子機器で使用される最高周波数であっても、電圧の符号の変化に比べて非常に短いため、中性誘電体の分極は、可能な時間内に完全に確立されます。交流電圧の半周期と比較すると無視されます。 したがって、実質的に大きな依存性はありません 周波数からのε中性の誘電体はそうではありません。

双極子誘電体の場合、交流電圧の周波数が増加すると、値は ε 最初は変わらないが、あることから始まる 臨界周波数、分極が半サイクルで完全に確立する時間がない場合、 ε 減少し始め、非常に高い周波数で中性誘電体の特性値に近づきます。 温度が上昇すると、臨界周波数が増加します。

鋭く 不均一な誘電体、特に、水分を含む誘電体では、いわゆる 中間層ノア二極化。 層間分極は、誘電体間の界面 (湿った誘電体の場合は、広がった水の表面) での電荷の蓄積に還元されます。 層間分極を確立するプロセスは非常に遅く、数分から場合によっては数時間かかる場合もあります。 したがって、絶縁体に印加される交流電圧の周波数が低いほど、後者の湿潤による絶縁容量の増加は大きくなります。

誘電率の温度依存性。中性誘電体用 ε 温度に弱く依存し、物質の熱膨張、つまり物質の単位体積当たりの分極性分子の数の減少により温度が上昇するにつれて減少します。

低温の双極子誘電体では、物質の粘度が高い場合、場に沿った双極子分子の配向はほとんどの場合不可能であるか、いずれにしても困難です。 温度が上昇し、粘度が低下すると、双極子が配向しやすくなり、 ε 大幅に増加します。 高温では、分子の熱カオス的な熱振動が増加するため、分子配向の秩序度が低下し、これが再び分子配向の低下につながります。 ε .

イオン分極を有する結晶、ガラス、磁器、およびガラス相の含有量が多いその他の種類のセラミックでは、温度の上昇とともに誘電率が増加します。

誘電体

誘電体

それ以外の場合、絶縁体、つまり電気を通さない物体は導体ではありません。

ロシア語で使用されるようになった外国語の完全な辞書 - ポポフ M., 1907 .

誘電体

非導電性電気、絶縁体。

, 1907 .

絶縁体または誘電体

一般に、電気を通しにくく、導体を絶縁する役割を果たすすべての物体。 特に、この名前は使用されるガラスまたは磁器ガラスを指します。 電線が電柱に接続されている箇所で絶縁します。

ロシア語に含まれる外来語の辞書 - パブレンコフ F., 1907 .


他の辞書で「誘電体」が何であるかを確認してください。

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    電気を通しにくいため、導体の絶縁に使用されます。 ロシア語に含まれる外来語の辞典。 Chudinov A.N.、1910。絶縁体または誘電体一般、導電性の低いすべての体.... ロシア語外来語辞典

    電気を通しにくい物質。 「D」という用語。 (ギリシャ語の diá スルーと英語の electric electric から) は、電場が貫通する物質を表すために M. ファラデー (ファラデーを参照) によって導入されました。 どのような物質においても…… ソビエト大百科事典

    超短波- シュリーフェイク療法で初めて使用されました。 ジアテルミーで使用される交流は、波長 300,400 m で 1 秒あたり 800,000 ~ 100 万回の振動が特徴です。地殻内では、周波数 10 ... 偉大な医学百科事典

    電気の- 3.45 電気 [電子、プログラム可能な電子]; E/E/PE (電気/電子/プログラマブル電子; E/E/PE) は、電気および/または電子および/またはプログラマブル電子技術に基づいています。 ソース … 規範および技術文書の用語を収録した辞書リファレンスブック

    百科事典 F.A. ブロックハウスと I.A. エフロン

    電気現象研究の分野の 1 つで、物体上の平衡に従う電気の分布の研究と、この場合に生じる電気力の決定が含まれます。 E.の基礎はこの仕事によって築かれました... ... 百科事典 F.A. ブロックハウスと I.A. エフロン

    古典電気力学 ... ウィキペディア

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