Различия между ионной и ионно-релаксационной поляризацией

решетки ионами (в электротехнической керамике, асбесте, мраморе и т.п.).

б) ионная поляризация заключается в смещении упруго связанных ионов под действием приложенного поля на расстояния, меньшие постоянной решетки, т.е. в упругой деформации решетки. Ионно-релаксационная поляризация заключается в некотором упорядочении, вносимом электрическим полем в хаотический тепловой переброс слабо связанных ионов. Слабо связанными ионами являются собственные ионы диэлектрика, находящиеся в узлах решетки вблизи вакансий, ионы примеси и т.п.

Схематическое изображение ионного (а) и ионно-релаксационного (б) механизмов поляризации:

Продолжительность установления ионно-релаксационной поляризации называется временем релаксации. Это время зависит от энергии связи ионов ( чем меньше энергия связи ионов тем легче перебросить слабо связанный ион в вакансию и меньше время релаксации), от температуры (чем выше температура тем выше энергия ионов и им легче переместится на свободное место), от плотности упаковки решетки.

2. Капельки воды находятся во взвешенном состоянии в трансформаторном масле. Что с ними произойдет, если масло поместить в постоянное эл. поле?

Вода по своей сути это диполь, поэтому при помещении в электрическое поле, то молекулы воды должны поляризоваться (перестроится) по отношению к внешнему полю. Тогда в масле увеличится потери на поляризацию воды. Кроме этого возможен тепловой пробой масла Нерастворенная примесь –коллоидные частицы, микрокапельки воды, твердые частицы – всегда присутствует в технически чистом жидком диэлектрике и обычно равномерно распределена в его объеме. Под действием приложенного электрического поля частицы этой примеси сравнительно быстро (примерно 1с) перераспределяются и скапливаются в местах с наиболее высокой напряженностью поля, образуя цепочки, соединяющие между собой электроды. Эти цепочки из-за разных величин диэлектрической проницаемости жидкого диэлектрика (у масла 2,2) и примеси (у воды 81) увеличивают  неоднородность поля и приводят к снижению электрической прочности диэлектрика. Образовавшиеся цепочки обладают высокой электропроводностью,  а значит, по ним пойдет ток сравнительно большой плотности, под действием которого они мгновенно нагреются до высокой температуры и перейдут в газообразное состояние. По образовавшимся газовым микроканалам и произойдет пробой.

Трансформаторное масло является неполярным диэлектриком. В чистом масле диэлектрические потери обусловлены в основном токами проводимости (величина их мала), поэтому потери малы.Вода, растворенная в масле, увеличивает электропроводность, но мало влияет на электрическую прочность. Вода выделенная в виде мелкодисперсных капель (эмульсии), вызывает резкое увеличение неоднородности поля, что приводит к снижению пробивного напряжения.

3. Назовите носители зарядов создающих токи утечки в газовых, жидких и твердых диэлектриках. Каков механизм электропроводности в твердых диэлектриках