Диэлектрическая проницаемость жидких диэлектриков

Жидкие диэлектрики, в зависимости от вида молекул, делят на неполярные и полярные. У неполярных диэлектрическая проницаемость ε_r £ 2,5, а у полярных - выше 3. Например, у натуральных масел ε_r около 5, т.к. в них, кроме электронной и ионной, проявляется и дипольная поляризация,

У неполярных жидкостей с ростом температуры происходит слабое снижение диэлектрической проницаемости (рис. 2.6, а), что объясняется расширением жидкости и уменьшением числа поляризуемых молекул в единице объема. При температуре кипения (t_кип) жидкость испаряется и ε_r стремится к единице.

Поскольку в неполярных жидкостях происходят только мгновенные виды поляризации (электронная и ионная), то при любой частоте приложенного поля молекулы и атомы успевают полностью поляризоваться. В результате диэлектрическая проницаемость у таких жидкостей не зависит от частоты (Рис. 2.6, б).

Рис. 2.6. Зависимость диэлектрической проницаемости неполярной жидкости : а) от температуры, б) от частоты

У полярных жидких диэлектриков зависимость ε_r от температуры достаточно сложная (Рис. 2.7, а).

Так, на участке I, т.е. в области низких температур, диполи не могут ориентироваться по полю, т.к. они "заморожены". С увеличением температуры уменьшается вязкость жидкости и диполи легче разворачиваются при приложении поля, тем самым обуславливая рост ε_r (участок II). На участке III с ростом температуры становится интенсивным тепловое движение диполей, что мешает их ориентации вдоль силовых линий напряженности. Это и приводит к уменьшению диэлектрической проницаемости.

При низких частотах в полярных жидкостях диполи легче успевают ориентироваться при изменениях направления поля. В результате диэлектрическая проницаемость на участке I имеет большие значения (Рис. 2.7, б). На участке II диэлектрическая проницаемость резко уменьшается, т.е. диполи с увеличением частоты все хуже успевают ориентироваться по полю. И, наконец, на участке III частота настолько велика, что, диполи не успевают ориентироваться по полю и дипольная поляризация полностью исчезает. При таких частотах ε_r определяется лишь быстрыми видами поляризации.

Рис. 2.7. Характерные зависимости диэлектрической проницаемости полярной жидкости : а) от температуры, б) от частоты