La polarisation des charges de l'espace est un type de polarisation diélectrique qui découle de l'accumulation de charges dans un matériau, plutôt que du déplacement des charges liées.
Voici une ventilation du processus:
1. La configuration:
* Imaginez un matériau diélectrique, qui est un isolant qui peut être polarisé.
* Ce matériau est placé dans un champ électrique, généralement créé en appliquant une tension à travers elle.
2. Mouvement de charge:
* Lorsque le champ électrique est appliqué, les charges gratuites (comme les électrons ou les ions) dans le matériau diélectrique commencent à se déplacer.
* Remarque importante: Ces charges libres sont souvent des impuretés ou des imperfections dans le matériau, ne faisant pas partie de la structure inhérente du matériau.
* Ces charges libres se déplacent en réponse au champ électrique, migrant vers des régions de potentiel différent dans le matériau.
3. Accumulation de charge:
* Au fur et à mesure que les charges se déplacent, elles s'accumulent aux interfaces dans le matériau, comme les limites entre différentes régions ou aux électrodes.
* Cette accumulation de charges crée un champ électrique interne qui s'oppose au champ appliqué à l'extérieur.
* La force de ce champ interne dépend de la densité et de la distribution des charges accumulées.
4. Le résultat:polarisation:
* La présence de ces charges accumulées et de leur champ électrique interne associé est ce qui constitue une polarisation des charges spatiales.
* Ce mécanisme de polarisation s'ajoute à la polarisation globale du matériau diélectrique, influençant ses propriétés diélectriques comme la permittivité.
Points clés:
* Processus lent: La polarisation des charges d'espace est un processus lent par rapport à d'autres mécanismes de polarisation. Il faut du temps pour que les charges libres migrent et s'accumulent.
* persistant: Cette polarisation peut persister même après la suppression du champ électrique externe, conduisant à une polarisation résiduelle Cela peut affecter le comportement du matériau.
* Dépendance en fréquence: La contribution de la polarisation de la charge de l'espace à la polarisation globale du matériau est dépendante de la fréquence . Il est plus important à des fréquences plus basses, car les charges ont plus de temps pour se déplacer et s'accumuler.
Applications et implications:
* condensateurs: La compréhension de la polarisation des charges de l'espace est cruciale pour la conception et l'utilisation de condensateurs. Il peut contribuer aux caractéristiques de capacité et de perte des condensateurs.
* Isolateurs: La polarisation des charges de l'espace peut également être importante dans les matériaux isolants, car il peut affecter leur résistance à la dégradation et son comportement vieillissant.
* Autres technologies: C'est également un facteur pertinent dans diverses autres technologies, comme les dispositifs piézoélectriques, les ferroélectriques et l'électronique organique.
En un mot, la polarisation de la charge d'espace est un phénomène complexe qui peut influencer considérablement le comportement des matériaux diélectriques. Il est essentiel de considérer cet effet dans diverses applications technologiques où les matériaux diélectriques sont utilisés.
