Τι είναι τα Διηλεκτρικά;

Τα διηλεκτρικά έχουν μηδενικό ή ελλιπές ηλεκτρικό φορτίο. Ονομάζονται και μη αγωγοί γιατί δεν επιτρέπουν στο ρεύμα να ρέει εύκολα. ως εκ τούτου δεν μπορούν να χρεωθούν. Αυτή η δυνατότητα τα καθιστά χρήσιμα σε διαφορετικούς κλάδους.

Τα διηλεκτρικά είναι μονωτικά υλικά επειδή δεν μεταδίδουν ρεύμα. Είναι πανταχού παρόντα σε πυκνωτές, μετασχηματιστές και μεγάφωνα.

Σημασία των διηλεκτρικών σε διαφορετικούς κλάδους

Υπάρχουν διάφορες βιομηχανίες όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν διηλεκτρικά, συμπεριλαμβανομένων των βιομηχανιών κατασκευών και επικοινωνιών. Στον κατασκευαστικό κλάδο, τα διηλεκτρικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μόνωση για ηλεκτρικά καλώδια, προστατεύοντάς τα από τη θερμότητα.

Συμφωνούν στον κλάδο των επικοινωνιών επειδή:

• Παρέχουν υψηλή ηλεκτρική αντίσταση.
• Είναι ιδανικοί πυκνωτές.
• Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μετασχηματιστές.
• Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεγάφωνα.

Συναρτήσεις διηλεκτρικών

Τα διηλεκτρικά υλικά έχουν σημαντική σημασία στα ηλεκτρονικά, τη μόνωση και τη διηλεκτρική θέρμανση. Οι λειτουργίες τους περιλαμβάνουν:

1) Μόνωση:Αυτή η λειτουργία πραγματοποιείται από διηλεκτρικό υλικό με υψηλή διαπερατότητα. Ο συνδυασμός υψηλής διαπερατότητας και χαμηλής αγωγιμότητας το καθιστά αποτελεσματικό μονωτικό υλικό, καθιστώντας τα χρήσιμα για διαφορετικές βιομηχανίες.

2) Διηλεκτρική θέρμανση:Η διηλεκτρική θέρμανση γίνεται με ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο υψηλής τάσης που εφαρμόζεται σε ένα μονωτικό υλικό. Το ηλεκτρικό πεδίο δημιουργεί δυνάμεις μεγάλης εμβέλειας στο μονωτικό μέσο. Αυτές οι δυνάμεις αναγκάζουν τα μόρια να επαναπροσανατολιστούν με τέτοιο τρόπο ώστε να πιέζουν το πλέγμα και να παράγουν θερμότητα. Αυτή η διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συσκευές υψηλής ισχύος όπως φούρνους μικροκυμάτων, γεννήτριες ραδιοσυχνοτήτων (RF) και πομπούς βραχέων κυμάτων. Η διηλεκτρική θέρμανση χρησιμοποιείται επίσης για συγκόλληση, σχηματισμό σύνθετων υλικών και μετατροπή στερεών σε υγρά. Τα διηλεκτρικά υλικά κατασκευάζονται σε ένα λεπτό στρώμα. Όταν διέρχεται μικρή ποσότητα ρεύματος, θερμαίνεται. Η διηλεκτρική θέρμανση είναι μια σημαντική λειτουργία στον τομέα των διηλεκτρικών, ειδικά για συστήματα θέρμανσης και ψύξης.

3) Ηλεκτρονικά εξαρτήματα:Ο συνδυασμός υψηλής διαπερατότητας και χαμηλής αγωγιμότητας το καθιστά ένα από τα καλύτερα υλικά για ηλεκτρονικά εξαρτήματα όπως πυκνωτές, αντιστάσεις, πηνία κ.λπ. Αυτά τα εξαρτήματα μας επιτρέπουν να κατασκευάζουμε διάφορα ηλεκτρονικά προϊόντα όπως υπολογιστές, τηλεοράσεις και άλλους καταναλωτές προϊόντα.

4) Μετάδοση σήματος:Αυτή η λειτουργία είναι σημαντική για την επικοινωνία σε κενό, το κενό becaxue έχει υψηλή διαπερατότητα και χαμηλή αγωγιμότητα. Αυτή η ιδιότητα επιτρέπει τη χρήση του σε πυκνωτές.

Το σήμα μπορεί να μεταφερθεί μέσω ηλεκτρονικής αγωγιμότητας μέσω της χρήσης μιας γραμμής μετάδοσης. Αυτά τα κυκλώματα έχουν καλή ηλεκτρική μόνωση και υψηλή σταθερότητα. Αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται επίσης για αντιστοίχιση δικτύων, φίλτρων κ.λπ. Το δίκτυο αντιστοίχισης είναι σημαντικό μέρος σε συστήματα ασύρματης επικοινωνίας όπως τα δορυφορικά τηλέφωνα και τα κινητά τηλέφωνα.

Ο συνδυασμός υψηλής διαπερατότητας και χαμηλής αγωγιμότητας τα καθιστά κατάλληλα για αντιστοίχιση καθώς και για συντονισμό κυκλωμάτων, κλυστρονίων, κοιλοτήτων για φασματοσκοπία μικροκυμάτων κ.λπ. 

5) Μεταφορά θερμότητας:Τα διηλεκτρικά χρησιμοποιούνται επίσης για τη μεταφορά θερμότητας από το ένα μέρος στο άλλο. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται με επιφάνειες μεταφοράς για τη δημιουργία κλιματιστικού ή θερμομονωτικού υλικού. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η θερμότητα μεταφέρεται με συναγωγή και η επιφάνεια μεταφοράς μεταφέρει θερμότητα από το ένα μέρος στο άλλο.

6) Ηλεκτρική μόνωση:Όταν μετρηθούν οι ηλεκτρικές ιδιότητες αυτού του υλικού, αποδεικνύεται ότι έχει υψηλή διαπερατότητα. Αυτή η διαπερατότητα κάνει το διαχωρισμό μεταξύ της ηλεκτρικής διαδρομής και της γείωσης των μεταλλικών μερών και άλλων εξαρτημάτων.

7) Μαγνητική θωράκιση:Στις υψηλές συχνότητες, το διηλεκτρικό υλικό έχει υψηλή διαπερατότητα και χαμηλή πυκνότητα. Αυτός ο συνδυασμός το καθιστά χρήσιμο για μαγνητική θωράκιση για πράγματα όπως ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα κ.λπ. Τα διηλεκτρικά χρησιμοποιούνται για την προστασία του μαγνητικού πεδίου των εξαρτημάτων.

8) Εξισορρόπηση στατικού φορτίου:Το στατικό φορτίο μπορεί να είναι μεγάλο πρόβλημα στα ηλεκτρονικά και τα διηλεκτρικά υλικά χρησιμοποιούνται για την εξισορρόπηση των στατικών φορτίων λόγω της χαμηλής αγωγιμότητάς τους.

Τύποι διηλεκτρικών

Πολικά διηλεκτρικά

Πρόκειται για υλικά που έχουν την ικανότητα να άγουν ή να μεταφέρουν ηλεκτρικά φορτία. Ονομάζονται πολικά διηλεκτρικά επειδή έχουν την ικανότητα να πολώνονται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο. Έχουν θετική και αρνητική πλευρά, επομένως τα ηλεκτρικά τους φορτία είναι θετικά από τη μία πλευρά και αρνητικά από την άλλη. Το πολυαιθυλένιο είναι ένα παράδειγμα πολικού διηλεκτρικού. Χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που απαιτούν επίπεδη επιφάνεια και πόλωση, όπως σε κινητά τηλέφωνα και tablet, και έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί σε διαφανές αγώγιμο φιλμ (TCF).

Μη πολικά διηλεκτρικά

Πρόκειται για υλικά των οποίων το ηλεκτρικό πεδίο είναι κάθετο στην κατεύθυνση της πόλωσης. Χρησιμοποιείται κυρίως για κατασκευαστικούς σκοπούς.

Μικτά υλικά οξειδίων

Αυτά σχηματίζουν ένα μείγμα οξειδίων με μέταλλα που χρησιμοποιούνται για διαφορετικούς σκοπούς. Για παράδειγμα, το διοξείδιο του τιτανίου (TiO2) έχει διηλεκτρικές ιδιότητες που διαφέρουν από τα φυσικά μεταλλεύματα ή το οξείδιο του κοβαλτίου (CoO).

Σημασία των διηλεκτρικών

Τα διηλεκτρικά είναι χρήσιμα σε διάφορες λειτουργίες. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται στη μόνωση ηλεκτρονικών συσκευών, στη μετάδοση σήματος και στη μεταφορά θερμότητας.

Μπορεί να συναχθεί από το όνομά τους - διηλεκτρικά υλικά βρίσκονται παντού και τα πιο συνηθισμένα παραδείγματα περιλαμβάνουν το πλαστικό και το ξύλο. Για παράδειγμα, ένα σύρμα υψηλής διαπερατότητας είναι γενικά κατασκευασμένο από πλαστικό, όπως Teflon ή Viton. Επιπλέον, ο αέρας που μας περιβάλλει είναι επίσης ένα διηλεκτρικό υλικό με διαπερατότητα περίπου 1.

Εφαρμογή διηλεκτρικών

Στη βιομηχανία των επικοινωνιών, τα διηλεκτρικά είναι απαραίτητα γιατί δεν θα υπήρχε τρόπος να παραδοθούν πληροφορίες και να παραχθεί ήχος χωρίς αυτά. Χρησιμοποιούνται από τις βιομηχανίες τηλεφωνίας και εκπομπής.

Χωρίς διηλεκτρικά, δεν θα παράγεται ήχος από ένα μεγάφωνο, επειδή οι πυκνωτές μετατρέπουν το αποθηκευμένο ηλεκτρικό ρεύμα σε ήχο. Τα διηλεκτρικά χρησιμοποιούνται επίσης σε μετασχηματιστές για την αλλαγή της τάσης του ηλεκτρισμού.

Στις τηλεπικοινωνίες, τα διηλεκτρικά χρησιμοποιούνται για τη μόνωση των καλωδίων για προστασία από τη θερμότητα και άλλους επιβλαβείς παράγοντες.

Συμπέρασμα

Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι τα διηλεκτρικά είναι πολύ σημαντικά στην καθημερινότητά μας. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες λειτουργίες όπως μόνωση, μεταφορά θερμότητας κ.λπ. Οι ιδιότητες των διηλεκτρικών είναι μοναδικές και έχουμε δει τις λειτουργίες που επιτελούν τόσο για χαρακτηρισμό όσο και για εφαρμογή. Παίζουν σημαντικό ρόλο σε διάφορες βιομηχανίες, επομένως είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε αυτά τα υλικά.