Polární a nepolární dielektrika
Podle názorů klasické fyziky se dielektrika zásadně liší od vodičů, protože za normálních podmínek v nich nejsou žádné volné elektrické náboje. Celkový náboj částic tvořících molekuly dielektrika je nulový. To však vůbec neznamená, že molekuly těchto látek nejsou schopny vykazovat elektrické vlastnosti.
Všechna známá lineární dielektrika lze rozdělit do dvou velkých skupin: polární dielektrika a nepolární dielektrika. Toto dělení je zavedeno kvůli rozdílům v mechanismech polarizace molekul každého typu dielektrika. Ve skutečnosti se polarizační mechanismus ukazuje jako extrémně důležitý aspekt při studiu jak fyzikálních, tak chemických vlastností dielektrik a při studiu jejich elektrických vlastností.
Nepolární dielektrika
Nepolární dielektrika se také nazývají neutrální dielektrika, protože molekuly, ze kterých jsou tato dielektrika složena, se liší ve shodě těžišť záporných a kladných nábojů uvnitř nich.Ve výsledku se ukazuje, že molekuly nepolárních dielektrik nemají vlastní elektrický moment, je roven nule. A při absenci vnějšího elektrického pole jsou kladné a záporné náboje molekul takových látek uspořádány symetricky.
Pokud je vnější elektrické pole aplikováno na nepolární dielektrikum, pak se kladný a záporný náboj v molekulách přemístí z jejich původní rovnovážné polohy, molekuly se stanou dipóly, jejichž elektrické momenty budou nyní úměrné síle el. pole aplikované na ně a bude směřováno rovnoběžně s polem.
Příklady nepolárních dielektrik, která se dnes úspěšně používají jako elektroizolační materiály, jsou následující: polyethylen, polystyren, uhlovodíky, ropné izolační oleje atd. Také jasnými zástupci nepolárních molekul jsou například dusík, oxid uhličitý, metan atd. Pan.
Nepolární dielektrika, kvůli jejich nízkým hodnotám tangens dielektrických ztrát, jsou široce používána jako vysokofrekvenční dielektrika v kondenzátorech, jako je K78-2.
Polární dielektrika
V polárních dielektrikách, kterým se také říká dipólová dielektrika, mají molekuly svůj vlastní elektrický moment, to znamená, že jejich molekuly jsou polární. Důvodem je, že molekuly polárních dielektrik mají asymetrickou strukturu, takže těžiště záporných a kladných nábojů v molekulách takových dielektrik se neshodují.
Pokud jsou v nepolárním polymeru některé atomy vodíku nahrazeny atomy jiných prvků nebo neuhlovodíkovými radikály, získáme pouze polární (dipólové) dielektrikum, protože v důsledku toho dojde k porušení symetrie. výměna, nahrazení. Při určování polarity látky podle jejího chemického vzorce musí mít výzkumník samozřejmě představu o prostorové struktuře jejích molekul.
Při nepřítomnosti vnějšího elektrického pole jsou osy molekulárních dipólů vlivem tepelného pohybu orientovány libovolně, takže na povrchu dielektrika a v každém prvku jeho objemu je elektrický náboj v průměru nulový. Když je však dielektrikum zavedeno do vnějšího pole, dochází k částečné orientaci molekulárních dipólů, v důsledku čehož se na povrchu dielektrika objevují nekompenzované makroskopicky spojené náboje, které vytvářejí pole nasměrované do vnějšího pole.
Příklady polárních dielektrik zahrnují následující: chlorované uhlovodíky, epoxidové a fenolformaldehydové pryskyřice, sloučeniny křemíku a křemíku atd. Například molekuly vody a alkoholu jsou také pozoruhodnými příklady polárních molekul. Polární dielektrika jsou široce používána v různých oblastech technologie, jako je piezoelektrika a feroelektrika, optika, nelineární optika, elektronika, akustika atd.