ডায়ালেকট্রিক মেটিরিয়ালস: সংজ্ঞা, বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ
ডায়াইলেকট্রিক উপাদানকে এমন একটি বৈদ্যুতিক অপরিবাহী হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যা প্রযুক্ত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা পোলারাইজড হতে পারে। এটি মানে যখন ডায়াইলেকট্রিক উপাদানটিকে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে রাখা হয়, তখন এটি বৈদ্যুতিক চার্জ প্রবাহের অনুমতি দেয় না, বরং এটি তার আভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ডাইপোল (বিপরীত চার্জের জোড়া) কে ক্ষেত্রের দিকে সাজায়। এই সাজানো ডায়াইলেকট্রিক উপাদানের মধ্যে মোট বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র হ্রাস করে এবং যে ক্ষেত্রটি এটি ব্যবহার করে তার একটি ক্যাপাসিটর এর ক্ষমতা বৃদ্ধি করে।
ডায়াইলেকট্রিক উপাদানগুলি কিভাবে কাজ করে?
ডায়াইলেকট্রিক উপাদানগুলি কিভাবে কাজ করে তা বুঝতে আমাদের বৈদ্যুত-চৌম্বকত্বের কিছু মৌলিক ধারণা জানতে হবে।
একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র হল এমন একটি অঞ্চল যেখানে একটি বৈদ্যুতিক চার্জ একটি বল অনুভব করে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দিক হল একটি ধনাত্মক চার্জের উপর বলের দিক, এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের পরিমাণ বলের শক্তির সমানুপাতিক। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৈদ্যুতিক চার্জ বা পরিবর্তনশীল চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা তৈরি হয়।
বৈদ্যুতিক পোলারাইজেশন
বৈদ্যুতিক পোলারাইজেশন হল একটি উপাদানের মধ্যে ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক চার্জের বিভাজন যা একটি বহিরাগত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে ঘটে। যখন একটি উপাদান পোলারাইজড হয়, তখন এটি একটি বৈদ্যুতিক ডাইপোল মোমেন্ট তৈরি করে, যা চার্জগুলি কতটা বিভাজিত হয় এবং কীভাবে তারা সাজানো হয় তার একটি পরিমাপ। উপাদানের বৈদ্যুতিক ডাইপোল মোমেন্ট এর বৈদ্যুতিক সুসেপটিবিলিটি এর সমানুপাতিক, যা এটি কতটা সহজে পোলারাইজড হতে পারে তার একটি পরিমাপ।
ক্যাপাসিটেন্স
ক্যাপাসিটেন্স হল একটি সিস্টেমের বৈদ্যুতিক চার্জ সঞ্চয়ের ক্ষমতা। একটি ক্যাপাসিটর এমন একটি ডিভাইস যা দুটি পরিবাহী (প্লেট) দ্বারা গঠিত হয়, যারা একটি অপরিবাহী (ডায়াইলেকট্রিক) দ্বারা পৃথক থাকে। যখন প্লেটগুলির মধ্যে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন তাদের মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি হয় এবং প্রতিটি প্লেটে চার্জ সঞ্চিত হয়। ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিটেন্স প্লেটগুলির ক্ষেত্রফলের সমানুপাতিক, প্লেটগুলির মধ্যে দূরত্বের ব্যস্তানুপাতিক এবং অপরিবাহীর ডায়াইলেকট্রিক ধ্রুবকের সমানুপাতিক।
ডায়াইলেকট্রিক উপাদানের বৈশিষ্ট্য
ডায়াইলেকট্রিক উপাদানের কিছু গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল:
ডায়াইলেকট্রিক ধ্রুবক: এটি একটি মাত্রাহীন পরিমাণ যা দেখায় কিভাবে একটি উপাদান একটি ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিটেন্স বায়ুমণ্ডলের তুলনায় বাড়ায়। এটি সাধারণত সাপেক্ষ পারমিটিভিটি বা পারমিটিভিটি অনুপাত হিসাবেও পরিচিত। বায়ুমণ্ডলের ডায়াইলেকট্রিক ধ্রুবক 1, এবং বায়ুর ডায়াইলেকট্রিক ধ্রুবক প্রায় 1.0006। উচ্চ ডায়াইলেকট্রিক ধ্রুবক সম্পন্ন উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে পানি (প্রায় 80), বেরিয়াম টাইটেনেট (প্রায় 1200), এবং স্ট্রন্টিয়াম টাইটেনেট (প্রায় 2000)।
ডায়াইলেকট্রিক শক্তি: এটি একটি উপাদান যতটা পর্যন্ত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সহ্য করতে পারে তার সর্বোচ্চ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, যাতে এটি ভেঙে যায় বা পরিবাহী হয়। এটি ভোল্ট প্রতি মিটার (V/m) বা কিলোভোল্ট প্রতি মিলিমিটার (kV/mm) এ পরিমাপ করা হয়। বায়ুর ডায়াইলেকট্রিক শক্তি প্রায় 3 MV/m, এবং কাঁচের ডায়াইলেকট্রিক শক্তি প্রায় 10 MV/m।
ডায়াইলেকট্রিক হার: এটি একটি উপাদানে প্রয়োগ করা হয় একটি পরিবর্তনশীল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ফলে যে পরিমাণ শক্তি তাপ হিসাবে বিকিরণ হয়। এটি হার ট্যানজেন্ট বা বিকিরণ গুণাঙ্ক দ্বারা পরিমাপ করা হয়, যা জটিল পারমিটিভিটির কাল্পনিক অংশ এবং বাস্তব অংশের অনুপাত। ডায়াইলেকট্রিক হার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ফ্রিকোয়েন্সি এবং তাপমাত্রা, এবং উপাদানের গঠন এবং পরিশুদ্ধতার উপর নির্ভর করে। কম ডায়াইলেকট্রিক হার সম্পন্ন উপাদানগুলি উচ্চ দক্ষতা এবং কম তাপ প্রয়োজনীয় প্রয়োগের জন্য উপযোগী।
ডায়াইলেকট্রিক উপাদানের প্রকারভেদ এবং উদাহরণ
ডায়াইলেকট্রিক উপাদানগুলি তাদের অণুগঠন এবং পোলারাইজেশন মেকানিজমের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যায়। কিছু সাধারণ প্রকার এবং উদাহরণ হল:
বায়ুমণ্ডল: এটি পদার্থের অনুপস্থিতি এবং তাই এতে কোন পোলারাইজেশন নেই। এর ডায়াইলেকট্রিক ধ্রুবক 1 এবং কোন ডায়াইলেকট্রিক হার নেই।
গ্যাস: এগুলি গঠিত হয় অণু বা অণুগুলি দ্বারা যারা শিথিলভাবে বাঁধা এবং স্বাধীনভাবে চলাচল করতে পারে। এ
