Materîalên Dielêktîk: Pêşnûmayî, Tensayên û Endamên Karîbûna

ماتەریالێکی دیئەلەکتریک بە شێوەیەکی تایبەت دەوترێت کە دەتوانێت لەلایەن فێڵێکی برقی فێڵێکی برقی پۆلاریزە بکات. ئەمە یەkanî da ku jî materyalêk dieliktrik hat lêzêdekirin ji bo dîlan bîlantên barkî bi fayldarêk barkî. Lê zêdetir, nîşan dide ku materyalêk dieliktrik hat şûrçîn bîlantên barkî bi virgêra fayldarêk barkî, beterîsîn kîjanên bîlantên barkî (pêvekên bîlantên barkî) bi virgêra fayldarêk barkî. Ev vîrgêtendina guhertoy fayldarêk barkî yê giştî yên materyalêk dieliktrik û çêkirina kapasîtar êke kapasîtarêk ku materyalêk dieliktrik hat bikaranîna.

Materyalêk dieliktrik çawa kar dêkan?

Bijareya materyalêk dieliktrik çawa kar dêkan, hewceyên bazî ya elektromagnetîzmê pêdivîyim.

Fayldarêk barkî çupêkê ye ku barkî bîlant dîwarî hejmarî gavêrengdara. Virgêra fayldarêk barkî virgêra guhertoya barkî bîlantê ye, û mezinda fayldarêk barkî berhevkariye me mezinda guhertoya barkî. Fayldarêk barkî hat bîranîna barkî bîlant û fayldarêk magnektîk.

Pôlaryzasyon barkî

Pôlaryzasyon barkî分离正负电荷的现象。当材料被极化时，它会发展出一个电偶极矩，这是衡量电荷分离程度及其对齐方式的指标。材料的电偶极矩与其电 磁化率成正比，磁化率是衡量其容易被极化的程度。

电容

电容是一个系统储存电荷的能力。电容器是一种由两个导体（板）和一个绝缘体（介电材料）组成的装置。当在这些板之间施加电压时，会在它们之间产生一个电场，并且电荷会在每个板上积累。电容器的电容与板面积成正比，与板之间的距离成反比，与绝缘体的介电常数成正比。

介电材料的性质

介电材料的一些重要性质包括：

• 介电常数：这是一个无量纲的数量，表示与真空相比，材料如何增加电容器的电容。它也称为相对介电常数或介电常数比。真空的介电常数为1，空气的介电常数约为1.0006。具有高介电常数的材料包括水（约80）、钛酸钡（约1200）和钛酸锶（约2000）。

  

• 介电强度：这是材料在不击穿或变得导电的情况下所能承受的最大电场。单位为伏特每米（V/m）或千伏每毫米（kV/mm）。空气的介电强度约为3 MV/m，玻璃的介电强度约为10 MV/m。

• 介电损耗：当对材料施加交变电场时，以热的形式耗散的能量量。通过损耗角正切或损耗因子来测量，它是复介电常数的虚部与实部之比。介电损耗取决于电场的频率和温度，以及材料的结构和纯度。低介电损耗的材料适用于需要高效率和低发热的应用。

介电材料的类型和示例

根据分子结构和极化机制，介电材料可以分为不同的类型。一些常见的类型和示例包括：

• 真空：这是没有物质的状态，因此没有极化。它的介电常数为1，没有介电损耗。

• 气体：这些是由原子或分子组成的，这些原子或分子松散结合并且可以自由移动。它们的介电常数较低（接近1），介电损耗也较低。示例包括空气、氮气、氦气和六氟化硫。

• 液体：这些是由分子组成的，这些分子比气体更紧密地结合在一起，但仍然可以移动。它们的介电常数比气体高（范围从2到80），介电损耗也较高。示例包括水、变压器油、乙醇和甘油。

  

• 固体：这些是由原子或分子组成的，这些原子或分子紧密结合在固定位置。它们的介电常数比液体高（范围从3到2000），介电损耗也较高。示例包括玻璃、陶瓷、塑料、橡胶、纸张、云母和石英。

介电材料的应用

介电材料在科学和工程的各个领域有许多应用。一些示例包括：

• 电容器：这些装置使用介电材料存储电荷和能量。电容器用于电子电路中的滤波、平滑、定时、耦合、去耦、调谐、传感和功率转换。

• 绝缘体：这些材料通过其高电阻和高介电强度防止电流通过。绝缘体用于保护、隔离、支撑和分离电气元件和电线。

• 换能器：这些装置使用表现出压电效应或电致伸缩效应的介电材料将一种形式的能量转换为另一种形式。压电效应是指某些材料在受到机械应力时会产生电电压，反之亦然。电致伸缩效应是指某些材料在受到电场作用时会改变形状或尺寸，反之亦然。换能器用于生成、检测、测量和控制声波、超声波、振动、压力、力、位移、温度等。

  

• 光子器件：这些装置使用表现出折射、反射、吸收、散射、色散、双折射等光学性质的介电材料操纵光波。光子器件用于传输、接收、调制、切换、过滤、放大、分割、组合、存储、处理、显示、成像、传感等光信号。

  

• 存储器件：这些装置使用表现出铁电性或驻极体的介电材料存储信息。铁电性是指某些材料在去除外部电场后仍保持其极化状态。驻极体是具有永久电荷或电偶极矩的材料。存储器件用于在计算机、手机、相机等设备中存储数据。

结论

介电材料是在外加电场作用下可以极化的电绝缘材料。它们具有各种性质，如介电常数、介电强度和介电损耗。它们可以根据分子结构和极化机制分为不同类型的材料，如真空、气体、液体和固体。它们在许多领域有广泛应用，如电容器、绝缘体、换能器、光子器件和存储器件。介电材料对于现代科学技术至关重要。