Artikkeli dielektrikoista. Tämä artikkeli kokoaa yhteen materiaalit eri sähkötekniikan opetusohjelmista ja kirjoista. Dielektristen molekyylirakenne, sähkömomentti on kuvattu. Dielektrinen aine on aine, jonka tärkein sähköinen ominaisuus on kyky polarisoitua sähkökentässä.
Dielektrikoille ominainen piirre on voimakkaasti kytkettyjen positiivisten ja negatiivisten varausten läsnäolo aineen muodostavissa molekyyleissä. Sähkö- ja radiotekniikassa käytettyjen dielektristen sidostyyppien tyypillisimpiä ovat kovalenttinen ei-polaarinen, kovalenttinen polaarinen tai homeopolaarinen, ioninen tai heteropolaarinen, luovuttaja-vastaanottaja. Kytkentävoimat määräävät aineen rakenteen ja perusominaisuuksien lisäksi myös kaoottisesti tai järjestyksellisesti suuntautuneiden sähkömomenttien läsnäolon aineen mikro- tai makroskooppisissa tilavuuksissa.
Sähkömomentti esiintyy järjestelmässä, jossa on kaksi samansuuruista ja vastakkaista sähkövarausta järjestelmässä merkissä ± q, joka sijaitsee tietyllä etäisyydellä l toisistaan, ja sen määrää suhde? = ql.
Tällaista varausjärjestelmää kutsutaan yleensä dipoliksi, ja tämän varausjärjestelmän muodostamaa molekyyliä kutsutaan dipoliksi.
Kovalenttisidos
syntyy, kun atomit yhdistyvät molekyyleiksi, minkä seurauksena valenssielektronit sosiaalistuvat ja ulompi elektronikuori täydentyy vakaaseen tilaan.
Molekyylejä, joilla on kovalenttinen ei-polaarinen sidos, syntyy, kun samannimisiä atomeja, kuten H2, O2, Cl2, C, S, Si jne., Yhdistetään. ja niiden rakenne on symmetrinen. Positiivisten ja negatiivisten varausten keskipisteiden sattuman seurauksena molekyylin sähkömomentti on nolla, molekyyli on ei-polaarinen ja aine (dielektrinen) ei-polaarinen.
Jos molekyylejä, joilla on kovalenttinen sidos, muodostuu erilaisista atomeista valenssielektroniparien, esimerkiksi H2O, CH4, CH3Cl jne. Jakamisen vuoksi, sähkömomentin puuttuminen tai läsnäolo riippuu atomien keskinäisestä järjestelystä toisiinsa nähden. Atomien symmetrisen järjestelyn ja siten varauskeskusten sattuman vuoksi molekyyli on ei-polaarinen. Kun epäsymmetrinen järjestely johtuu varauskeskusten siirtymisestä tietyllä etäisyydellä, syntyy sähkömomentti, molekyyliä kutsutaan polaariseksi ja aine (dielektrinen) on polaarinen. Ei-polaaristen ja polaaristen molekyylien rakenteelliset mallit on esitetty alla olevassa kuvassa.
Riippumatta siitä, onko se polaarinen vai ei-polaarinen dielektrinen, sähkömomentin läsnäolo molekyyleissä johtaa luontaisen sähkökentän ilmaantumiseen jokaisessa aineen mikroskooppisessa tilavuudessa. Kun molekyylien sähköisten momenttien kaoottinen suuntaus johtuu niiden keskinäisestä kompensoinnista, dielektrisen sähkön kokonaiskenttä on nolla. Jos molekyylien sähköiset momentit suuntautuvat pääasiassa yhteen suuntaan, sähkökenttä syntyy koko aineen tilavuudessa.
Tämä ilmiö havaitaan aineissa, joilla on spontaani (spontaani) polarisaatio, erityisesti ferrosähköisissä.
Ionis- ja luovuttaja-vastaanottosidokset
syntyy, kun aine muodostuu toisin kuin atomit. Tässä tapauksessa yhden kemiallisen alkuaineen atomi luovuttaa ja toinen kiinnittää tai vangitsee elektronin. Tämän seurauksena muodostuu kaksi ionia, joiden välille syntyy sähkömomentti.
Siten molekyylien rakenteen mukaan dielektrikot voidaan jakaa kolmeen ryhmään:
- ei-polaariset dielektrikot, joiden molekyylien sähkömomentti on nolla;
- polaariset dielektrikot, joiden molekyylien sähkömomentti on nolla;
- ioniset dielektriset aineet, joissa aineen muodostavien kemiallisten alkuaineiden ionien välillä esiintyy sähkömomentti.
Sähköisten momenttien läsnäolo dielektrikossa, riippumatta niiden esiintymisen syistä, määrittää niiden pääominaisuuden - kyvyn polarisoitua sähkökentässä.