Электротехнические материалы Полупроводниковые материалы Композиционные диэлектрики Проводники Магнитотвердые материалы Магнитомягкие ферриты Электротехнические стали Диэлектрические потери Жидкие диэлектрики

Диэлектрическая проницаемость смесей

На практике часто используются неоднородные композиционные диэлектрики, представляющие собой смеси двух или более различных веществ - компонентов смеси. К таким материалам относятся многие пластические массы, состоящие из связующего и наполнителей, керамические, волокнистые, пропитанные и непропитанные пористые материалы и т.п.

Для расчета эффективной диэлектрической проницаемости смеси предполагается, что ее отдельные компоненты не вступают друг с другом в химические реакции, т.е. смесь является физической.

 

[Конденсаторы]

Простейшим неоднородным диэлектриком является плоский конденсатор, который можно рассматривать как два параллельно (а) или последовательно (б) соединенных конденсатора с однородными диэлектриками.

Обозначая через y1 и y2 доли объемного содержания (объемные концентрации) первого и второго компонента для рассмотренного случая будем иметь для параллельного соединения:

* = 1 y1 + 2 y2 ; (21)

для последовательного соединения:

* = 12/( y11 + y22) ; (22)

Для более общего случая смеси, состоящей из m компонентов для параллельного соединения:

* = yii ; (23)

для последовательного соединения:

1/* = (yi/i) ;(24)

Для расчета статистической смеси (хаотической, неупорядоченной в пространстве) предложено большое число формул, из которых широкое применение имеет формула Лихтенеккера. Эта формула, носящая название логарифмического закона смещения, для смеси двух компонентов имеет вид:

lg* = y1lg1 + y2lg2 ; (25) а для m компонентов: lg* = yi lgi; (26)

Для "вспененных" материалов (пенопластов, пенокерамики и др.), заполненных большим количеством мелких пор, из последней формулы (считая, что для газов =1, а плотность равна нулю) получается уравнение

lg*= D*/Dт lgт ; (27)

где т и Dт - диэлектрическая проницаемость и плотность сплошного, твердого диэлектрика,

a * и D* - диэлектрическая проницаемость и плотность вспененного материала.

Основные виды поляризации в некоторых газообразных, жидких и твердых диэлектриках

 

Материалдиэлектрическая проницаемостьполярностьвиды поляризации
ГАЗЫ
Воздух1.00058неполярныйэлектронная
Элегаз1.00191неполярныйэлектронная
Аммиак1.0066полярныйэлектронная, дипольная
ЖИДКОСТИ
Кабельное масло МН-42.2неполярныйэлектронная
Бензол2.218Неполярныйэлектронная
Трихлордифенил5.9полярныйэлектронная, дипольная
ТВЕРДЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ
Парафин1.9 - 2.2неполярныйэлектронная
Полистирол2.2 - 2.6неполярныйэлектронная
Орг.стекло4.0полярноеэлектронная, дипольно-релаксационная
Фенолоформальдегидная смола4.5полярнаяэлектронная, дипольно-релаксационная
Каменная соль6.0неполярнаяэлектронная, ионная
Титанат кальция150полярныйэлектронная,ионная, электронно-релаксационная
Сегнетокерамика ВК-320000полярнаяэлектронная,ионная, спонтанная
Бариевое стекло10полярноеэлектронная,ионная, ионно-релаксационная
 

Теория конструктивных материалов