DIELECTRICI IN CAMP ELECTRIC

DIELECTRICI IN CAMP ELECTRIC

Tipuri de polarizare a dielectricilor

La introducerea unui dielectric intre armaturile unui condensator, capacitatea acestuia creste. Explicatia consta in faptul ca, sub actiunea campului electric, se produce o deplasare a sarcinilor in moleculele constituiente: electronii se deplaseaza spre polul pozitiv, iar nucleele spre cel negativ, dupa cum se poate observa din Figurile 1.10. Spunem curent, ca moleculele se poalarizeaza, adica devin dipoli moleculari sau molecule polarizate sau dipoli electrici. In astfel de molecule dipolare centrul sarcinilor pozitive si negative nu mai coincide. Acest tip de polarizatie electrica se numeste polarizatie electronica.

Figura 1.10

Dipolii obtinuti in astfel de situatii sunt dipoli elastici deoarece, la simpla indepartare a campului electric extern, moleculele revin la starea lor initiala.

Exista dielectrici in care moleculele sunt dipoli chiar in absenta unui camp electric. Acestia sunt dipolii permanenti, rigizi. Un exmplu in acest sens il constituie molecula de apa (H₂O)-care este o molecula polara deoarece sarcina medie pozitiva este deplasata spre atomii de Hidrogen, cea negativa spre atomul de Oxigen. Unghiul normal format intre puntile de hidrogen care, consituie legaturile moleculei de apa, este de 109⁰. O astfel de polarizatie existenta natural, la introducerea in camp electric a substantei, dupa cum se poate observa din Figura 1.11, se accentueaza prin modificarea geometriei moleculei datorita schimbarii unghiului dintre puntile care leaga sarcinile pozitive de cele negative.

In functie de sarcina placii langa care se situeaza molecula, unghiul de 109⁰, existent natural, se mareste sau se micsoreaza.      O astfel de polarizatie se numeste polarizatie atomica.

Figura 1.11

Un alt soi de dipoli permanenti sunt moleculele formate prin legatura ionica. Aceasta se datoreaza atractiei electrostatice puternice existente intre ionii pozitivi si negativi. Un caz cunoscut este sarea de bucatarie - clorura de natriu (NaCl). In stare naturala, acesti dipoli au o orientare haotica, dupa cum se poate vedea in Figura 1.12.

Figura 1.12 figura 1.13

Daca se introduce substanta intr-un camp electric exterior (Figura 1.13), dipolii se orienteaza foarte repede in camp, intreg cristalul fiind acum polarizat ionic. La polarizatia electronica si atomica, se adauga in acest caz polarizatia de orientare in camp electric. Efectul de orientare este mult diminuat de agitatia termica a moleculelor care se intensifica odata cu cresterea temperaturii.