Все диэлектрические материалы для конденсаторов условно делят на две большие группы — полярные и неполярные. Полярные диэлектрики даже при отсутствии внешнего электрического поля имеют собственный постоянный дипольный момент, обусловленный естественным смещением центра тяжести положительных и отрицательных зарядов в молекулярной решетке.
Вне воздействия внешнего электрического поля поляризация диэлектриков спонтанная — вектора электрической поляризации единичных объемов решетки имеют разное направление, а сам материал в этот период — большую диэлектрическую проницаемость (или высокие электроизоляционные свойства). При наложении внешнего электрического поля (подключении конденсатора) диполи ориентируются в одном направлении, диэлектрическая проницаемость падает, а время поляризации диполей (или время деполяризации диполей) называют временем релаксации. Наиболее известные полярные диэлектрики — ПВХ, бумага, сложные полиэфиры, поликарбонат, целлюлоза, бакелит, вода.
Неполярные диэлектрики (Polyеthylen — полиэтилен, Styroflex — стирофлекс, Teflon — тефлон) не имеют постоянного дипольного момента, но достигают определенной степени поляризации при наложении внешнего электрического поля. Поляризация неполярных диэлектриков пропорциональна напряженности электрического поля, характерна для большого спектра частот и практически не имеет инертности (времени релаксации), а диэлектрическая проницаемость неполярных диэлектриков значительно меньше чем у полярных материалов.
Справка: Полярные и неполярные диэлектрики — полимеры подвержены процессам старения, вызываемым молекулярными перемещениями и механическими напряжениями, а также отличаются зависимостью диэлектрической проницаемости от влажности и температуры материала.
| Polyester -полиэстер | Polypropylen -полипропилен | Polycarbonat -поликарбонат | Polystyrol -полистирол | Polyphenyl Sulfid -полифенилсульфид | |
|---|---|---|---|---|---|
| Диэлектрическая проницаемость при 25 градусах Цельсия для частоты 1 кГц | 3.3 | 2.2 | 2.8 | 2.5 | 3 |
| Стойкость к пробою, V/µm | 580 | 650 | 535 | н/а | 470 |
| Коэф. потерь, × 10 -1 | 4 | 0.25 | 1 | 0.5 | 0.6 |
| Температурный коэффициент | < +100 ppm | -350 ppm | < 0 | -100 ppm | < 0 |
| Диапазон температур, град. C | -55-100 | -55-85 | -55-100 | -40-80 | -55-140 |
| Макс спец. емкость, нФ | 1-1000 | 0.1-1000 | 0.1-1000 | 0.01-1000 | 0.1-1000 |
| Номинальное напряжение: вольт = вольт ~ | 63-1000 40-250 | 63-1000 | 63-1000 63-250 | 63-630 25-250 | 63-400 |
Примечание: Данныеиз «Vorlesung Elektronische Bauelemente», Prof. Dr. Gesch, Landshut, 2004 г.
Диэлектрики сегнетоэлектрики (или ферроэлектрики, ferroelectricity) — материалы с сильной связью между элементарными диполями, образующие вне электрического поля дипольные домены с параллельным выравниванием диполей по полярности. Свыше определенной температуры, т.н. точки Кюри дипольное ориентирование и поляризация обрушивается и диэлектрическая проницаемость поднимается на очень высокий уровень (порядка 10.000), снижаясь с ростом температуры. Яркий представитель сегнетоэлектриков среди диэлектриков конденсаторов — титанат бария (Barium-Titanat — Ba Ti O3).
Компания ООО «Нюкон»
