دی الکتریک و کاربردهای آن
مقدمه
از زمانی که آزمایش های ابتدایی روی الکتریسیته ساکن جهت منزوی کردن بار الکتریکی ساکن توسط مواد دی الکتریکی که بار را به خارج هدایت نمی کنند ، صورت گرفته ، لزوم مطالعه مواد دی الکتریکی با توجه به نیاز عملی به عایق ها احساس گردید . کهربا ، موم ، شیشه از جمله اولین مواد عایقی بودند که کاربرد عملی داشتند . با ظهور جریان الکتریکی خواص این مواد باید بیش تر ، مطالعه می شد تا برای مقاصد کاربردی مورد استفاده واقع شده و عکس العمل آن ها نسبت به اعمال یک میدان ، معین و مشخص گردد . خواص عایقی در ماده را می توان به قدرت دی الکتریکی تعریف کرد .
از همان آغاز شناخت الکترو استاتیک توانایی مواد دی الکتریک در افزایش ذخیره باریک خازن شناخته شده بود . کاربرهای جریان الکتریکی فرکانس بالا در ارتباط با رادیو ، تقاضاها را برای خازن های ظرفیت بالا ، قدرت شکست بالا و ابعاد کوچک افزایش داد . برای رسیدن به این خواسته ها مواد در الکتریک زیادی آزمایش بر حسب قدرت دی الکتریک و گذردهی با توجه به کاربردشان در این حوزه رده بندی شدند و تقاضا برای مواد بهتر افزایش یافت . در موفقیت آمیز بودن هر نوع جستجو برای مواد جدید یا بهبود آن ها در حوزه بخصوصی ، اطلاع از سازوگار اساسی که در ارتباط با ویژگی های به خصوص آن هاست ، شرط اساسی است . این کار نظریه دی الکتریک است که با محاسبه رفتارها کروسکوپی بر حسب ساختمان مولکولی و اتمی ، ما را به این آگاهی ها می رساند .
یک نظریه کامل، که رفتار دی الکتریکی هر نوع ماده ای را در بر داشته باشد کار بینهایت دشوار است و احتمالاً هر گز امکان پذیر نیست . با وجود این « مدل های » نظریه دی الکتریک های کاربردی بر حسب فرضیات ساده شده مجهزی بنا شده اند . با بکار بردن این مدلهای نظری ، خواص معینی که با تغییرات پارامتری هایی که با آزمایش می توانند بررسی شوند ، پیش بینی می شود . میزان ساختمان اتمی یا مولکولی ماده بنا شده است ، موفق باشند می تواند دانش لازم را جهت جستجو در محیطهای الکتریکی مختلف مورد استفاده قرار گیرد . افزون بر این ممکن است خواصی که تاکنون توسط آزمایش مشاهده نشده اند پیش بینی شوند . بعنوان مثال در قرن نوزدهم ، نظریه های رفتار دی الکتریک ، امکان قطبش خود به خودی یا « فرو الکتریسیته » را پیش بینی کردند .
تعریف دی الکتریک
وقتی عایقی را در یک میدان الکتریکی با شدت معمولی وارد کنیم ، الکترون ها در داخل ماده در ابعاد اتمی و یا مولکولی مقید می ماند . بنابراین میدان می تواند توزبع بارهای اتمی را تغییر داده ابعاد و آثار قطبی شدن که باعث تغییرات اساسی در میدان الکتریکی در ابعاد ماکروسکوپیک است بوجود آورد . عایق هایی را که خاصیت قطبی شدن از خود نشان می دهد ، دی الکتریک می نامیم .
نظریه الکترو استاتیک
قانون کوبن ؛ نیروی ربایشی یا رانشی بین دو ذره باردار و به فاصله r را نیروی الکتریکی می نامیم ، که به کمک قانون کوبن می توان اندازه نیروی الکتریکی بین دو ذره باردار را محاسبه کرد .
پلاریزاسیون ( قطبی شدن ) دی الکترویک ها
خواص جامدی الکتریک ناشی از پلاریزاسیون ایجاد شده بوسیله میدان الکتریکی است وقتیکه قوانین الکترو استاتیک برای ماده در حالت چگال بکار برده می شود باید به میدان الکتریکی و پتانسیل الکتریکی یک تابع اضافه شود ، جامد مجموعه بزرگی از یونها و الکتروهای والانس است و با هادی ها را بر اساس یک جریان تقریباً آزاد بار الکتریکی و دی الکتریک ها را بر اساس ظرفیت ناچیزی از الکترون های آزاد تشخیص می دهیم . در هادی ها در اثر اعمال یک میدان بارهای آزاد دوباره توزیع می شوند تا میدان درونی حذف گردد ، از این رو بار خالص درن یک هادی تحت شرایط استاتیک صفر است .
جامدات یونی
اکثر جامدات دی الکتریک ، کریستالی ها یا بلورهای یونی هستند ، و ما برای سادگی و راحتی کار آنها را بلورهای دارای تقارن مکعبی با ساختار هالیه قلیایی در نظر می گیریم که در آنها ، سلول واحد مرکب از یک آنیون با جرم M و یک کاتیون با جرم Mt می باشد . بلورهای مکعبی با توجه به تحریک اولیه کار روی چند سلول واحد ، بزرگ است ( ka<<1 ) . در نتیجه خواص دی الکتریکی را تقریباً می توان بر حسب ثابته ای ماکروسکوپی توضیح داد که برای مقادیر پیوسته معین می گردند و منشأ پاسخ دی الکتریکی جامدات یونی ، از طریق مکانیزه های پلاریزاسیون یونی ، بطور کاملاً واضح در یک بلور یونی خطی آشکار می گردد و دارای نتایجی است که به سادگی در سه بعد تعمیم داده می شود .
فهرست مطالب
فصل اول :
- ( 1 ـ 1 ) تعریف دی الکتریک
- ( 1 ـ 2 ) الکترو استاتیک
فصل دوم :
- ( 2 ـ 1 ) پلاریزاسیون دی الکترویکه ا
- ( 2 ـ 2 ) قابلیت پلاریزاسیون اتمی
- ( 2 ـ 3 ) جامدات یونی
- ( 2 ـ 4 ) قابلیت قطبی شدن وابسته به فرکانس
- ( 2 ـ 5 ) ثابتهای اپتیکی فلزات
فصل سوم :
- ( 3 ـ 1 ) گذردهی فضای آزاد
- ( 3 ـ 2 ) گذردهی مختلط
- ( 3 ـ 3 ) اندازه گیری گذردهی
- ( 1 ـ 3 ـ 3 ) گذردهی نسبی de
- ( 2 ـ 3 ـ 3 ) اندازه گیری با استفاده از پل
- ( 3 ـ 3 ـ 3 ) سلول های اندازه گیری
- ( 4 ـ 3 ـ 3 ) روش های مدار تشدید
- ( 5 ـ 3 ـ 3 ) اندازه گیری های خط انتقال
- ( 6 ـ 3 ـ 3 ـ ) اندازه گیری های میکرو موج
فصل چهارم :
- ( 4 ـ 1 ) قطبش پذیری
- ( 1 ـ 4 ـ 1 ) قطبش پذیری نوری
- ( 2 ـ 4 ـ 1 ) قطبش پذیری مولکولی
- ( 3 ـ 4 ـ 1 ) قطبش پذیری بین لایه ای
- ( 4 ـ 2 ) دسته بندی دی الکتریک ها
- ( 4 ـ 3 ) مشکلات نظریه دی الکتریک ها
فصل پنجم :
- ( 5 ـ 1 ) شکست دی الکتریکی
- ( 5 ـ 2 ) الکترون ها در عایقها
- ( 5 ـ 3 ) سازو کار شکست
- ( 5 ـ 4 ) انواع سازو کارهای اساسی شکست در جامدات دی الکتریک
- ( 1 ـ 5 ـ 4 ) شکست ذاتی
- ( 2 ـ 5 ـ 4 ) شکست حرارتی
- (3 ـ 5 ـ 4 ) شکست تخلیه ای
- ( 5 ـ 5 ) شکست در مایع های دی الکتریک
- ( 5 ـ 6 ) قدرت دی الکترویکی
- ( 1 ـ 5 ـ 6 ) عوامل مؤثر بر قدرت دی الکتریکی برای بلور خالص
فصل ششم :
- ( 6 ـ 1 ) پیرو الکتریسیته
- ( 6 ـ 2 ) پیزو الکتریسیته
- ( 6 ـ 3 ) فرو الکتریک ها
- ( 1 ـ 6 ـ 3 ) طبقه بندی فرو الکتریک ها
- مقاله درمورد دی الکتریک و کاربردهای آن
- پروژه دانشجویی دی الکتریک و کاربردهای آن
- پایان نامه در مورد دی الکتریک و کاربردهای آن
- تحقیق درباره دی الکتریک و کاربردهای آن
- مقاله دانشجویی دی الکتریک و کاربردهای آن
- دی الکتریک و کاربردهای آن در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد دی الکتریک و کاربردهای آن
- گزارش سمینار در مورد دی الکتریک و کاربردهای آن
- گزارش کارورزی درباره دی الکتریک و کاربردهای آن