Fyzika dielektrik - XP13FDD

Kredity 4
Semestry zimní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2S
Anotace
Druhy a mechanismy polarizací. Dielektrická absorpce. Elektrická vodivost izolantů. Dielektrikum ve statickém elektrickém poli. Dielektrikum v časově závislém el. poli. Frekvenční disperze polymerů. Teplotní disperze polymerů. Dielektrické ztráty. Elektrická pevnost izolantů. Elektrické vlastnosti tenkých diel. vrstev. Stárnutí izolantů.Vlastnosti feroelektrik. Hlavní a vázané jevy v dielektrikách. \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/XP13FDD
Cíle studia
Student získá základní informace z problematiky dielektrických materiálů pro elektrotechniku. Bude se zabývat chováním dielektrik ve statickém i elektrické poli, polarizacemi, ztrátami v dielektriku i typy dielektrik podle skupenství a typu polarizace. Získá informace i o tenkých dielektrických vrstvách a o stárnutí dielektrik.
Osnovy přednášek
1. Úvod do fyziky dielektrik. Trvalé a indukované. Typy polarizace.
2. Polarizace a dielektrická konstanta.
3. Momenty dipólu. Polarizovatelnost. Polarizace a energie. Vnitřní pole.
4. Nepolární dielektrika. Lorentzovo pole. Clausius-Massottiho rovnice.
5. Polarizace v plynech. Dielektrické vlastnosti plynů.
6. Polarizace v kapalinách. Dielektrické vlastnosti kapalin.
7. Polarizace v pevných látkách. Dielektrické vlastnosti pevných látek.
8. Teorie dielektrické relaxace. Frekvence a časová doména.
9. Komplexní dielektrická permitivita. Dielektrické ztráty a disperze. Cole-Cole diagram.
10. Frekvence a teplotní disperze polymerů.
11. Elektrická pevnost izolátorů - plyny, kapaliny, pevné látky.
12. Příprava a elektrické vlastnosti tenkých keramických vrstev.
13. Ferroelektrika a jejich dielektrické vlastnosti. Curie-Weissův zákon.
14. Stárnutí dielektrik.
Osnovy cvičení
1. Seznámení se s laboratorními úlohami. Bezpečnost práce.
2. Měření vlastností nepolárního dielektrika v závislosti na teplotě.
3. Měření vlastností polárního dielektrika v závislosti na teplotě.
4. Měření vlastností nepolárního dielektrika v závislosti na frekvenci.
5. Měření vlastností polárního dielektrika v závislosti na frekvenci.
6. Zjišťování Curie-ho teploty pro polární dielektrika.
7. Měření vlastností polárního dielektrika nad Curie-ho teplotou.
8.-12. Zadání individuální práce.
13. Prezentace a obhajoba individuální práce.
14. Zápočet.
Literatura
[1] Tillar Shugg: Handbook of Electrical and Electronic Insulating Materials, IEEE Press, New York, 1996
[2] Gorur G. Raju: Dielectrics in Electric Fields, ISBN 0824708644, CRC, 2003
Požadavky
Student musí nejprve získat zápočet, a teprve pak se může přihlásit ke zkoušce. Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních a zpracování a obhajoba individuální práce.