Dielettrici polari e apolari

Secondo le opinioni della fisica classica, i dielettrici sono fondamentalmente diversi dai conduttori, perché in condizioni normali non contengono cariche elettriche libere. La carica totale delle particelle che formano le molecole dielettriche è zero. Tuttavia, ciò non significa affatto che le molecole di queste sostanze non siano in grado di esibire proprietà elettriche.

Tutti i dielettrici lineari noti possono essere suddivisi in due grandi gruppi: dielettrici polari e dielettrici non polari. Questa divisione è introdotta a causa delle differenze nei meccanismi di polarizzazione delle molecole di ciascun tipo di dielettrico. Infatti, il meccanismo di polarizzazione risulta essere un aspetto estremamente importante nello studio sia delle proprietà fisiche e chimiche dei dielettrici, sia nello studio delle loro proprietà elettriche.

Dielettrici non polari

I dielettrici apolari sono detti anche dielettrici neutri, perché le molecole di cui sono composti questi dielettrici si differenziano per la coincidenza dei baricentri delle cariche negative e positive al loro interno.Di conseguenza, risulta che le molecole dei dielettrici non polari non hanno il loro momento elettrico, è uguale a zero. E in assenza di un campo elettrico esterno, le cariche positive e negative delle molecole di tali sostanze sono disposte simmetricamente.

Se un campo elettrico esterno viene applicato a un dielettrico non polare, allora la carica positiva e negativa nelle molecole sarà spostata dalla loro posizione di equilibrio originale, le molecole diventeranno dipoli i cui momenti elettrici saranno ora proporzionali alla forza del campo elettrico campo loro applicato, e sarà diretto parallelamente al campo.

Esempi di dielettrici apolari oggi utilizzati con successo come materiali isolanti elettrici sono i seguenti: polietilene, polistirene, idrocarburi, oli isolanti derivati ​​dal petrolio, ecc. Inoltre, rappresentanti brillanti di molecole non polari sono, ad esempio, azoto, anidride carbonica, metano, ecc. Sig.

I dielettrici non polari, a causa dei loro bassi valori tangenti di perdita dielettrica, sono ampiamente utilizzati come dielettrici ad alta frequenza in condensatori come il K78-2.

Dielettrici polari

Nei dielettrici polari, che sono anche chiamati dielettrici dipolari, le molecole hanno il loro momento elettrico, cioè le loro molecole sono polari. Il motivo è che le molecole dei dielettrici polari hanno una struttura asimmetrica, quindi i centri di massa delle cariche negative e positive nelle molecole di tali dielettrici non coincidono.

Se in un polimero non polare alcuni degli atomi di idrogeno vengono sostituiti da atomi di altri elementi o da radicali non idrocarburici, allora otterremo solo un dielettrico polare (dipolo), poiché la simmetria verrà rotta a causa di tale sostituzione. Determinando la polarità di una sostanza in base alla sua formula chimica, il ricercatore deve, ovviamente, avere un'idea della struttura spaziale delle sue molecole.

In assenza di campo elettrico esterno, gli assi dei dipoli molecolari sono orientati arbitrariamente a causa del moto termico, per cui sulla superficie del dielettrico e in ogni elemento del suo volume la carica elettrica è mediamente nulla. Tuttavia, quando un dielettrico viene introdotto in un campo esterno, si verifica un orientamento parziale dei dipoli molecolari, con il risultato che sulla superficie del dielettrico compaiono cariche macroscopicamente connesse non compensate, che creano un campo diretto verso il campo esterno.

Esempi di dielettrici polari includono quanto segue: idrocarburi clorurati, resine epossidiche e fenolo formaldeide, composti di silicio silicio, ecc. Le molecole di acqua e alcol, ad esempio, sono anche notevoli esempi di molecole polari. I dielettrici polari sono ampiamente utilizzati in vari campi della tecnologia, come piezoelettrico e ferroelettrico, ottica, ottica non lineare, elettronica, acustica, ecc.