Зависимости основных электрических свойств диэлектрических материалов от их строения, температуры и частоты

состояния в жидкое и из жидкого в газообразное, как показано на  рис. 1.

Рисунок-1 Зависимость относительной диэлектрической проницаемости от температуры

Так как время установления электронной поляризации весьма мало, то даже при наиболее высоких частотах, применяемых в современной электротехнике и радиоэлектронике, поляризация неполярных диэлектриков успевает полностью установиться за время, которое пренебрежимо мало по сравнению с полупериодом переменного напряжения. Поэтому относительная диэлектрическая проницаемость ε неполярных диэлектриков не зависит от частоты, что показано на рис. 2.

Рисунок-2  Зависимость относительной диэлектрической проницаемости от частоты

С ростом температуры tgδэкспоненциально увеличивается, так как в неполярном диэлектрике проявляются только потери на электропроводность. Это показано на рис. 3.

Рисунок-3  Зависимость тангенса угла потерь от температуры

С ростом частоты тангенс угла потерь уменьшается, как показано на рис.4 потому, что в неполярных диэлектриках существуют только потери на электропроводность, которые не зависят от частоты переменного электрического поля. Вследствие этого произведение  в выражении должно иметь постоянное значение.

,

где                                                              

U – действующее значение электрического напряжения;

I – действующее значение электрического тока;

ω – частота; δ – угол потерь; С – емкость.

3.2 Органическое стекло

Полиметилметакрилат (органическое стекло) – полимер эфиров метакриловой кислоты. В радиоэлектронике из-за своей сильной полярности и низкой нагревостойкости применяется в качестве вспомогательного материала при низкой частоте и слабом токе. Прекрасно обрабатывается резанием, шлифуется и полируется. Может обрабатываться горячим давлением (80-100 ˚С). Обладает оптической прозрачностью, но не стоек к царапанию. При нагревании разлагается с выделением газов (СО, H₂, CO₂). Это свойство позволяет использовать органическое стекло в качестве изоляции высоковольтных переключателей и разрядников, так как выделяющиеся при нагреве газы не поддерживают горение электрической дуги. Выпускается виде листов различной толщины, литых материалов и порошков.

Полиметилметакрилат - полярный диэлектрик, имеющий одновременно электронную и дипольно-релаксационную поляризации. Дипольно-релаксационная поляризация отличается тем, что дипольные молекулы, находящиеся в хаотическом тепловом движении, частично ориентируются под действием поля, что и является причиной поляризации.

С увеличением температуры молекулярные силы ослабевают, что должно усиливать дипольно-релаксационную поляризацию. Однако в то же время возрастает энергия теплового движения молекул, что уменьшает ориентирующее влияние поля. Поэтому температурное изменение диэлектрической проницаемости характеризуется максимумом (рис. 5).

Рисунок-5 Температурные зависимости диэлектрической проницаемости при электронной и диполльно-релаксационной поляризациях

Относительная диэлектрическая проницаемость полярных диэлектриков сильно зависит от частоты переменного поля. Типичный характер этой зависимости изображен на рис. 6. Как правило, относительная диэлектрическая проницаемость уменьшается от более высокого значения, соответствующего статической диэлектрической проницаемости, до очень низкого значения, соответствующего оптической диэлектрической проницаемости. Высокое значение ε при низких частотах объясняется тем, что в этой области