Πόλωση Διηλεκτρικής Πλάκας

Έχετε παρατηρήσει πόσα προϊόντα μόνωσης είναι κατασκευασμένα από πλαστικό, ξύλο ή ακόμα και γυαλί; Ποιος είναι ο λόγος για αυτό το σενάριο; Γιατί δεν παθαίνουμε ηλεκτροπληξία όταν χρησιμοποιούμε πλαστικό ή ξύλο; Ποιος είναι ο λόγος που τα μεταλλικά σύρματα μπορούν να δημιουργήσουν μόνο σοβαρούς κραδασμούς; Αυτό το κεφάλαιο θα εξετάσει τα διηλεκτρικά, την πόλωση της διηλεκτρικής σταθεράς, τι είναι τα διηλεκτρικά και τις πολλές ποικιλίες τους, όπως πολικά και μη μόρια, πόλωση, δυνατότητα πόλωσης, διηλεκτρική αντοχή και επίσης ζητήματα πόλωσης διηλεκτρικών πλακών. Θα εξετάσουμε επίσης ορισμένες κοινώς χρησιμοποιούμενες εφαρμογές και παραδείγματα πόλωσης διηλεκτρικών πλακών σημειώσεις JEE.

Τι είναι το Dielectric;

Το διηλεκτρικό είναι ένα υλικό που δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο. Αγάγει ηλεκτρισμό αλλά δεν μεταφέρει θερμότητα. Τα διηλεκτρικά υλικά χρησιμοποιούνται σε συσκευές, ηλεκτρονικές συσκευές και σε ορισμένους άλλους τεχνικούς τομείς. Χρησιμοποιούνται επίσης σε συστήματα ραδιοεπικοινωνίας και ιατρικό εξοπλισμό, όπως βηματοδότες και απινιδωτές.

Η πόλωση της διηλεκτρικής πλάκας είναι μια τεχνολογία για τη λειτουργία ηλεκτρονικών συσκευών παρουσία ηλεκτρικών πεδίων. Εφευρέθηκε από τον Joseph Henry, γνωστό και ως πατέρα των σύγχρονων ηλεκτρονικών. Το χρησιμοποίησε για να κάνει τους τηλέγραφους να λειτουργούν παρουσία υψηλής τάσης και αργότερα κατασκεύασε ένα τηλεφωνικό δίκτυο που μπορούσε να εκπέμπει σε μεγάλες αποστάσεις χωρίς καλώδια.

Ταξινόμηση διηλεκτρικών

Τα διηλεκτρικά ταξινομούνται σε δύο κύριες κατηγορίες:πολικά μόρια και μη πολικά μόρια.

Πολικά μόρια:Είναι διηλεκτρικά όπου οι πιθανότητες παρεμβολής αρνητικών και θετικών μορίων είναι ελάχιστες ή ούτε καν δυνατές. Αυτό συμβαίνει γιατί όλα έχουν ασύμμετρο σχήμα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν CO2, H2O NO2, καθώς και άλλα αέρια.

Εάν δεν υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο, η διπολική ροπή των μορίων μεταβάλλεται απροσδόκητα. Αυτό σημαίνει ότι η διπολική ροπή κατά μέσο όρο είναι μηδέν. Εάν υπάρχει ένα ηλεκτρικό πεδίο από έξω και τα μόρια μπορούν να συγκεντρωθούν προς την ίδια κατεύθυνση προς την κατεύθυνση ενός ηλεκτρικού πεδίου.

Μη πολικά μόρια:Σε αντίθεση με τα μη πολικά μόρια, τα κέντρα αρνητικού και αρνητικού φορτίου των μη πολικών μορίων δεν ταιριάζουν, δηλαδή δεν είναι ίσα. Το μόριο δεν μπορεί πλέον να διατηρήσει μόνιμες (ή εγγενώς) διπολικές ροπές.

Σταθερά διηλεκτρικού

Εάν μια διηλεκτρική πλάκα τοποθετηθεί ανάμεσα σε παράλληλες πλάκες, υπάρχει μια διηλεκτρική σταθερά. Η διηλεκτρική σταθερά αντιπροσωπεύει την αναλογία της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου προς τη χαμηλότερη τιμή του πυκνωτή ηλεκτρικού πεδίου. Αυτός είναι ο τύπος:

ε_r =E₀ / E

όπου E₀ αντιπροσωπεύει το εφαρμοζόμενο ηλεκτρικό πεδίο, το E είναι ένα ηλεκτρικό πεδίο από το οποίο ε_r είναι η διηλεκτρική σταθερά

Πολωσιμότητα

Παρουσία ηλεκτρικού πεδίου, θετικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και θετικά φορτισμένοι πυρήνες ατόμων εκτίθενται σε αντίθετες δυνάμεις και περνούν από διαχωρισμό φορτίου. Η πολωσιμότητα μετρά τη διηλεκτρική σταθερά και τον δείκτη διάθλασης ενός υλικού σε υψηλότερη (οπτική) συχνότητα.

Το πεδίο που εφαρμόζεται είναι ανεξάρτητο της θερμοκρασίας και ανάλογο της επαγόμενης διπολικής ροπής. Η κατεύθυνσή του για την επαγόμενη διπολική δύναμη (x) για ένα πολικό άτομο είναι σύμφωνη με το πεδίο ηλεκτρισμού Ε. Η πολικότητα ενός δεσμευμένου συστήματος επηρεάζει τη δυναμική του απόκριση στις εξωτερικές δυνάμεις.

Δίνει επίσης πληροφορίες για το πώς σχηματίζονται οι εσωτερικές δομές στο μόριο. Η πολωσιμότητα ενός στερεού μπορεί να μετρηθεί ως διπολικές ροπές ανά όγκο κρυσταλλικού κυττάρου:

P =ε₀ α E

που υποδηλώνει την ατομική πολωσιμότητα και Ε είναι το ηλεκτρικό πεδίο

Διηλεκτρική πόλωση

Εάν ένα ηλεκτρικό πεδίο από έξω εφαρμόζεται σε ένα διηλεκτρικό υλικό, η συμπεριφορά του υλικού μπορεί να ανιχνευθεί. Αυτό είναι γνωστό με τον όρο Διηλεκτρική Πόλωση. Διηλεκτρική πλάκα Η πόλωση γίνεται κατανοητή μέσω της μετατόπισης του φορτίου (θετικό ή αρνητικό) εάν έχει εφαρμοστεί το ηλεκτρικό πεδίο.

Η διαδικασία πόλωσης ενεργοποιείται λόγω ηλεκτρικού πεδίου ή εξωτερικών δυνάμεων, όπως η μηχανική καταπόνηση στην περίπτωση των πιεζοηλεκτρικών κρυστάλλων (οι πιεζοηλεκτρικοί κρύσταλλοι είναι στερεά υλικά που συσσωρεύουν ηλεκτρικό φορτίο στους κρυστάλλους τους). Η διηλεκτρική πόλωση μπορεί να συμβεί αυθόρμητα σε πυροηλεκτρικούς κρυστάλλους, ιδιαίτερα στους σιδηροηλεκτρικούς (ο σιδηροηλεκτρισμός είναι χαρακτηριστικό ορισμένων ουσιών που εμφανίζουν ηλεκτρική πόλωση που είναι αυθόρμητη και αντιστρέφεται μέσω της χρήσης ηλεκτρικού πεδίου).

Συμπέρασμα

Η πόλωση διηλεκτρικής πλάκας είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που δημιουργείται όταν τα φορτισμένα σωματίδια είναι η απόκριση ενός στοιχείου ανάλογα με τη γεωμετρία του. Έρχεται σε εγγύτητα με ένα ηλεκτρικό πεδίο. Σε αυτόν τον τύπο πεδίου, η ηλεκτρική πολικότητα συνήθως αντιστρέφεται. Αυτό μπορεί να φανεί φέρνοντας ένα μικρό κομμάτι μετάλλου για να αγγίξει ένα LED χειρός (δίοδος εκπομπής φωτός). Σε αυτή την περίπτωση, η ηλεκτρική ενέργεια που βγαίνει είναι θετική και αυτή που εισέρχεται είναι αρνητική. Μάθετε περισσότερα σχετικά με τις ερωτήσεις διηλεκτρικής πόλωσης.