СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ

В газообразных, жидких и во многих твердых телах поляризация появляется и исчезает вместе с появлением и исчезновением внешнего электрического поля, причем вектор поляризации прямо пропорционален напряженности поляризующего поля (см. формулу (1.56)). Однако в некоторых твердых (кристаллических) телах диэлектрическая восприимчивость в формуле (1.56) не есть постоянная величина и заметно зависит от напряженности поля на характер этой зависимости сильно влияет температура тела. К таким телам относятся сегнетоэлектрики: сегнетова соль, титанат бария и др.

Рис. III.25

Пока температура тела больше некоторой «критической» температуры 0, то диэлектрическая восприимчивость не зависит от напряженности внешнего поля но зависит от температуры тела:

При наблюдается заметная зависимость от На рис. III. 25, а, б показаны кривые зависимости от для температур, больших и меньших 0.

Если при неполяризованный (точка О на рис. диэлектрик поместить в электрическое поле с медленно возрастающей напряженностью то вызванная этим полем поляризация возрастает по кривой При ослаблении поля поляризация убывает не по кривой а по кривой причем в точке внешнее поле отсутствует, но диэлектрик поляризован (эта остаточная поляризация сегнетоэлектриков аналогична остаточной намагниченности железа). При изменении направления внешнего поля вектор поляризации убывает до нуля в точке и затем, изменив свое направление, возрастает по величине вдоль кривой Дальнейшее изменение внешнего поля от до Ел сопровождается изменением вектора поляризации по кривой в точке наблюдается остаточная поляризация. В точках поляризация отсутствует, несмотря на наличие внешнего поля. Площадь в масштабе чертежа равна энергии, которая затрачивается внешним электрическим полем за один цикл переполяризации данного диэлектрика. Совершив такой цикл,

диэлектрик возвращается в свое первоначальное электрическое состояние, а энергия переполяризации передается его атомам и молекулам в виде теплоты. Если диэлектрик помещен в переменное (например, синусоидальное) электрическое поле, то он будет нагреваться до тех пор, пока возрастающая теплоотдача в окружающую среду не приостановит дальнейшее повышение температуры. Таким образом, поляризованный диэлектрик содержит некоторое количество дополнительной энергии, которое зависит от его массы и интенсивности поляризации; эта энергия может быть выделена при деполяризации.

Сегнетоэлектрики имеют очень большие значения относительной диэлектрической проницаемости (доходящей до десятков тысяч), поэтому конденсаторы с такими диэлектриками имеют при очень малых размерах большие электроемкости. Такие конденсаторы применяются, например, в электронно-счетных машинах как «ячейки памяти». В некоторых приборах используется сильная зависимость диэлектрической проницаемости этих веществ от напряженности поля. Емкость конденсаторов с сегнетоэлектрическим диэлектриком зависит от приложенного к нему напряжения. Такие конденсаторы с нелинейной характеристикой, названные варикондами, применяются в радиотехнике в различных устройствах: в стабилизаторах напряжений, в диэлектрических усилителях и т. д.