Ma’ruza-19 Mавзу: Qutblanish turlari Reja: Dipolli qutblanish. Ion qutblanish. Spontan qutblanish. Kаlit so’zlar

Ma’ruza-19

Mавзу: Qutblanish turlari

Reja:

1. 
   Dipolli qutblanish.
   
2. 
   Ion qutblanish.
   
3. 
   Spontan qutblanish.
   

Kаlit so’zlar: dipol polarizatsiyasi, ion polarizatsiyasi, segnetoelektriklar.

Ushbu turdagi qutblanish atomlar va ionlarning elektron qobig'ining elastik joy almashishi va deformatsiyasidir. Sof shaklda u elektr energiyasiz neytral molekulalardan tashkil topgan qutbsiz dielektriklarda namoyon bo'ladi, bunda manfiy va musbat zaryadlarning markazlari bir-biriga to'g'ri keladi (polistirol, polietilen va boshqalar). Agar bunday izolyator kondansator plastinkalari orasidagi elektr maydoniga joylashtirilsa, unda atomlarning har birida elektron qobiqlari yadroga nisbatan musbat elektrod tomon siljiydi (3.1-rasm), bu elektr momentining kattaligi bilan tavsiflangan elastik dipollarni hosil qiladi. - ql, bu erda dipolning musbat va manfiy zaryadlari markazlari orasidagi masofa. Elastik dipollarning hosil bo'lishi deyarli darhol (10^-14 - 10^-16 sekund) davom etadi va dielektriklarning barcha turlarida kuzatiladi.

Rasm 3.1

Elektr momentining kattaligi elektr maydon kuchlanganlikgiga proportsional

Bu yerda, molekula yoki atomning tuzilishiga qarab Ф·м² elektron qutblanuvchanligi.

Polarizatsiya jarayonining intensivligi materialning bir birlik hajmiga elektr momentining kattaligiga qarab hisoblab chiqiladi:

R_dr = t_p.

Bu erda n - birlik hajmidagi zarrachalar soni. R_dr qiymatiga dielektrning qutblanishi deyiladi. Dielektrikning qutblanish qobiliyati, bu dielektrik qoplamalari orasiga joylashtirilganda, kondansatorni sig'imi ortishi bilan baholanadi.

Dielektrik bo'lmagan taqdirda (3.2 rasm, a) kondansator hajmi quyidagi formula orqali aniqlanadi

(3.1)
bu erda - vakuumning mutlaq dielektrik doimiyi (8.84·10^-12 F/m); S - kondansator qoplamalarining yuzasi; d - plitalar orasidagi masofa.

Rasm 3.2
Bunday holda, kattaligiga teng bo'lgan kondansatör plitalarida elektr zaryadlari mavjud

Q₀ = .

Bu yerda U kondansatör plitalari orasidagi kuchlanishdir.

Dielektrik mavjud bo'lganda (3.2 rasm, b) uning yuzasida polarizatsiya zaryadlari paydo bo'ladi va indüksiyon zaryadlar 0, av kondansatör plitalarida paydo bo'ladi, shu bilan birga kondansatörün sig'imi ortadi va teng bo'ladi.

Sig’imni bu ortishi o’lchamsiz kattalik nisbiy dielektrik singdiruvchanlik ni kiritish orqali e’tiborga olinadi. Dielektriksizli kondensator sig’imidan dielektrikli kondensator sig’imi bir necha maratoba katta. Dielektrli kondansatorni sig'imi
(3.2)
Qutbsiz dielektriklar uchun = 2-2.5.

Nisbiy dielektrik singdiruvchanlik va qutblanishi R_dr o'zaro quyidagicha bog'langan

(1.27)
Dipolli qutblanishda molekulalar o’zlarini qattiq dipol ko’rinishda tutib, elektr momentlari ixtiyoriy orentatsiyalangan bo’ladi.

Rasm 3.3

Maydon ta’sirida bu molekulalarninig bir qismi maydon kuch chiziqlari bo’ylab oriyentatsiyalanadi, bu o’z navbatida qutblanishga sabab bo’ladi. Dipollarni maydon yo’nalish tomon burilish jarayonida molekulalar orasidagi kuchlarni yengib o’tish sababli sekinlik bilan amalga oshadi va energiya yo’qotadi, dielektrik qiziydi. Maydon ta’siri to’xtagandan keyin dielektrikni qutblanishi sustlashadi va kamayadi. Buni quyidagi ifoda orqali yozish mumkin

bu yerda – maydon ta’siri to’xtagandagi vaqt momentidagi qutblanish kattaligi; τ₀ - relaktsatsiya vaqti, ya'ni polarizatsiya boshlang'ich qiymatdan marta ( = 2.71) kamayadigan vaqt oralig’i.

Dipol polarizatsiyasi jarayoni elektron qutblanish bilan birga keladi, shuning uchun qutbli dielektrikning qutblanish darajasi yuqoriroq va 6–9 ga etadi.