- 1. Rappel d'électrostatique du vide
- 2. Permittivité d'un diélectrique isotrope
- 3. Permittivité complexe
- 4. Énergétique des diélectriques
- 5. Champ dépolarisant et facteur de dépolarisation
- 6. Champ local et relation de Clausius-Mossotti
- 7. Électrostriction
- 8. Variation de la permittivité avec la fréquence
- 9. Relaxation dipolaire
- 10. Relaxation de charge d'espace
- 11. Effet Maxwell-Wagner
- 12. Bibliographie
DIÉLECTRIQUES
Relaxation de charge d'espace
Un autre type important de relaxation est associé à l'accumulation de charges au voisinage d' électrodes plus ou moins bloquantes (c'est-à-dire plus ou moins impropres à décharger les ions arrivant à leur contact) sous l'influence combinée du champ, qui tend à accumuler les charges aux électrodes, et de l'agitation thermique qui, sous la forme du facteur de diffusion, s'oppose à cette accumulation.
Considérons, par exemple, une plaque diélectrique d'un matériau de permittivité ε contenant des charges libres entre électrodes bloquantes.
Densité de charges dans deux polarités
Encyclopædia Universalis France
Supposons que les charges des deux signes ont la même mobilité μ. Lorsqu'un champ permanent est appliqué entre les électrodes, les charges d'un même signe migrent vers l'électrode de signe opposé ; cette migration est limitée par la diffusion, qui s'oppose à l'accumulation des charges. À l'état d'équilibre le matériau est macroscopiquement polarisé, et il contient une densité de charge ρ(x), qui dépend de la distance x du point considéré aux électrodes. En d'autres termes, le matériau est équivalent à un dipôle. Si on inverse le sens du champ appliqué, la courbe de répartition des densités de charge évolue lentement vers la courbe b, symétrique de la courbe a par rapport à Ox, et, après un délai lié à la diffusion des charges, la configuration finale du matériau est équivalente à un dipôle opposé. Ce renversement du dipôle équivalent est une relaxation.
Si maintenant on applique à l'échantillon une tension alternative V = V0 exp (jω t), la relaxation ci-dessus se manifeste par une permittivité complexe équivalente, qu'on peut calculer exactement si V0 est assez petit. Le résultat s'écrit :
La forme complexe de ̱ε ne permet pas une séparation simple des composantes ε′(ω) et ε″(ω), mais l'utilisation d'ordinateurs a permis de montrer que le diagramme d'Argand de la relation est très voisin d'un demi-cercle de Cole, mais avec un paramétrage en fréquence différent.
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Écrit par
- Roland COELHO : Maître de recherche au C.N.R.S., professeur à l'Ecole supérieure d'électri-cité.
Classification
Médias
Condensateur à anneau de garde
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Angle de pertes
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Application numérique
Encyclopædia Universalis France
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