✅Електрети і сегнетоелектрики

У деяких діелектриках поляризація зникає відразу після вимкнення зовнішнього електричного поля.

Діелектрики, тривалий час зберігають поляризацію після вимкнення зовнішнього електричного поля і створюють в навколишньому просторі власне електричне поле, називають Електрети.

До них відносяться:

  • скло;
  • ебоніт;
  • сірка;
  • парафін;
  • каніфоль;
  • плексиглас та ін.

Час збереження поляризації без помітного її зменшення в різних електретах різниться.

У багатьох випадках воно обчислюється десятками років. Якщо розплавити суміш воску і смоли, а потім повільно охолодити її до кімнатної температури в поле з напруженістю близько 10 МВ/м, то орієнтація молекулярних диполів, відповідна рідкому стану, зберігається і в твердому.

Такий зразок здатний створити в навколишньому просторі електростатичне поле, що існує дуже тривалий час.

Сегнетоелектрики являють собою кристали, що володіють спонтанною поляризацією в деякому температурному інтервалі.

Спонтанна поляризація пов’язана з наявністю в кристалах мікроскопічних областей мимовільної поляризації – доменів. Це можливо в тому випадку, якщо в іонному кристалі центри розподілу позитивного і негативного зарядів іонів, розташованих в одній елементарній комірці, не збігаються і кожна такий осередок може розглядатися як диполь.

У кожному домені диполі елементарних комірок орієнтовані однаково, але самі домени орієнтовані хаотично. На поверхні кристала чергуються позитивно і негативно заряджені ділянки, і в цілому кристал не створює в навколишньому просторі електричного поля.

Внесення сегнетоелектрика в електричне поле призводить до орієнтації доменів уздовж ліній напруженості, причому зміна орієнтації доменів відбувається не плавно, а стрибками (ефект Баркгаузена).

У сильному електричному полі всі домени орієнтовані вздовж поля, але при зменшенні напруженості зовнішнього поля до нуля орієнтація порушується.

Однак в діелектрику індукована поляризація частково залишається через те, що багато домени зберігають створену зовнішнім полем орієнтацію.

Для усунення залишкової поляризації сегнетоелектртк поміщають в електричне поле протилежного напрямку, і та напруженість, яка необхідна для цього, називається коерцитивною силою. Так, для типового сегнетоелектртка – титаната барію ВаТiO3 коерцитивна сила Е = 100 кВ/м.

Посилання на основну публікацію