Maitéil Dieileachta: Foirmiúil, Carachtar agus Feidhmiú

Tá ábhar dieileactach ina insuláid eileacatrach a d'fhéadfadh a bheith dipolaithe ag réimse réimsí deilctreach. In ainneoin go gcuireann ábhar dieileactach isteach i réimse deilctreach, ní cheadaíonn sé do rith éigeachtaí leictreach dul trí chéin air, ach in ionad sin, cuireann sé a dhipoleacha leictriúla (páirí carachtar éigeachtaí comhchruinn) i dtreo na réimse. Léiríonn an alineáil seo laghdú ar an réimse deilctreach iomlán sa chóras dieileactach agus feabhsaíonn an capacitance capacitor a úsáideann é.

Cén chaoi a bhfuil ábhair dieileactacha ag obair?

Chun tuiscint a fháil ar conas a bhíonn ábhair dieileactacha ag obair, ní mór dúinn roinnt cinn molta den leictreomagnetisme a bheith againn.

Is réimse spáis í réimse deilctreach ina bhfaighdean rith éigeacht leictreach fórsa. Is é treo an réimse deilctreach an treo fórsa ar rith éigeacht dearfach, agus is cothroimeach an réimse deilctreach le cumas an fórsa. Cruthaítear réimsí deilctreach ag rith éigeachtaí leictreach nó réimsí maighnéadach atá ag athrú.

Polarú leictreach

Is é polarú leictreach an sciorradh carachtar éigeachtaí leictreach bunúsach de bharr réimse deilctreach seachtrach. Nuair a pholaraithe ábhar, forbraíonn sé momaint dipolach leictreach, rud a léiríonn cé chomh luath is a bhíonn na rith éigeachtaí sciorraithe agus conas a bhíonn siad alainithe. Is cothroimeach an momaint dipolach leictreach ábhair leis a súsmhacht leictreach, a léiríonn cé chomh héasca is féidir é a pholarú.

Capacitance

Is é capacitance an cumas a bhíonn ag córas stóráil rith éigeachta. Is é capacitor tionscadal a consúmhaíonn dhá conduitóir (plátaí) scartha ag insuláid (dieileactach). Nuair a chuirtear voltas os a chéile na plátaí, cruthaítear réimse deilctreach idir iad, agus cuardaítear rith éigeachtaí ar gach pláta. Is cothroimeach an capacitance capacitor leis an uaireas na plátaí, cothroimeach inbhéartach leis an scart idir iad, agus cothroimeach díreach leis an tsionadán dieileactach an insuláid.

Carachtars ábhair dieileactacha

Céad carachtair tábhachtacha ábhar dieileactacha:

• Sionadán dieileactach: Is é seo uimhir gan aon uimhir a léiríonn conas a mhéadaíonn ábhar an capacitance capacitor i gcomparáid le fuath. Tugtar air freisin relative permittivity nó ráta permittivity. Is é an sionadán dieileactach fuatha 1, agus is é an sionadán dieileactach aer 1.0006. I measc ábhair le sionadáin dieileactacha ard tá uisce (thart ar 80), barium titanate (thart ar 1200), agus strontium titanate (thart ar 2000).

  

• Lárstádas dieileactach: Is é seo an réimse deilctreach is airde a mheastar a mheasta a bhféadfaí a thaispeáint ar ábhar gan a briseadh nó a dhéanamh conductive. Mearsaítear é i volts per meter (V/m) nó kilovolts per millimeter (kV/mm). Is é an lárstádas dieileactach aer 3 MV/m, agus is é an lárstádas dieileactach glasa 10 MV/m.

• Forcaoil dieileactach: Is é seo an méide energaí a chuirtear amach mar teasa nuair a chuirtear réimse deilctreach alternating chuig ábhar. Mearsaítear é leis an loss tangent nó dissipation factor, a léiríonn an ráta an chuid imaginative don chuid real complex permittivity. Bhíonn an forcaoil dieileactach bonn ar an modh agus teocht an réimse deilctreach, chomh maith leis an struchtúr agus púdacht na hábhair. Tá ábhair le forcaoil dieileactach íseal ar a iarraidh don chuid tionscadail a bhíonn ag iarraidh haoineacht ard agus teasa íseal.

Eochairshain agus samplaí ábhar dieileactacha

Is féidir ábhair dieileactacha a chlasú faoi eochairshain éagsúla bunúsach ar struchtúr móilíní agus mechanism polarú. Céad eochairshain agus samplaí coitianta:

• Fuath: Is é seo an easamh aistear agus mar sin níl aon polarú aige. Tá sionadán dieileactach 1 aige agus níl aon forcaoil dieileactach aige.

• Gaisce: Tá siad comhdhéanta de atoms nó móilíneacha a bhíonn ag bunú go folúaimh agus is féidir leo gluaiseacht go saor. Tá sionadán dieileactach íseal (go dtí 1) agus forcaoil dieileactach íseal aige. Samplaí ina measc aer, nitrogén, heileam, agus sulfur hexafluoride.

• Líog: Tá siad comhdhéanta de móilíneacha a bhíonn ag bunú níos láidre ná gaisce ach is féidir leo fós gluaiseacht. Tá sionadán dieileactach níos airde ná gaisce (idir 2 go 80) agus forcaoil dieileactach níos airde aige. Samplaí ina measc uisce, transformer oil, ethanol, agus glycerol.

  

• Solids: Tá siad comhdhéanta de atoms nó móilíneacha a bhíonn ag bunú go láidre i suíomhanna fixe. Tá sionadán dieileactach níos airde ná líog (idir 3 go 2000) agus forcaoil dieileactach níos airde aige. Samplaí ina measc glas, ceramics, plastics, rubber, paper, mica, agus quartz.

Úsáidí ábhair dieileactacha

Tá go leor úsáidí ag ábhair dieileactacha i réimsí éagsúla eolaíochta agus innealtóireachta. Céad samplaí:

• Capacitors: Is iad seo tionscadail a stóráil rith éigeachta agus oibre tríd úsáid ábhair dieileactacha idir dhá conduitóir. Úsáidtear capacitors do scag, smoth, timing, coupling, decoupling, tuning, sensing, agus power conversion i gcircuit eolaíoch.

• Insulators: Is iad seo ábhair a choscann electric current ó dul trí chéin orthu tríd a usáid a rátach resistance agus lárstádas dieileactach. Úsáidtear insulators do chosc, isolating, supporting, agus separating electrical components agus wires.

• Transducers: Is iad seo tionscadail a chur aon form énergie i bhform eile tríd úsáid ábhair dieileactacha a léiríonn piezoelectricity nó electrostriction. Is é piezoelectricity an carachtar ábhair a chruthaíonn voltas electric nuair a chuirtear stress meicniúil orthu nó vice versa. Is é electrostriction an carachtar ábhair a athraíonn a chineál nó méadar nuair a chuirtear réimse deilctreach orthu nó vice versa. Úsáidtear transducers do ghníomhú, déantú, measuring, agus controlling sound waves, ultrasound waves, vibrations, pressure, force, displacement, temperature, etc.

  

• Photonic devices: Is iad seo tionscadail a manipulaíonn light waves tríd úsáid ábhair dieileactacha a léiríonn carachtair optaic mar shampla refraction, reflection, absorption, scattering, dispersion, birefringence, etc. Úsáidtear photonic devices do transmitting, receiving, modulating, switching, filtering, amplifying, splitting, combining, storing, processing, displaying, imaging, sensing, etc., and light signals.

  

• Memory devices: Is iad seo tionscadail a stóráil eolas tríd úsáid ábhair dieileactacha a léiríonn ferroelectricity nó electrets. Is é ferroelectricity an carachtar ábhair a choinneálann a polarization state fiú tar éis a bhaint amach réimse deilctreach seachtrach. Is é electrets ábhair a bhfuil aon charachtar electric charge nó dip