Dielektrikler hakkında bir makale. Bu makale, çeşitli elektrik mühendisliği eğitimleri ve kitaplarından materyalleri bir araya getiriyor. Dielektriklerin moleküler yapısı, elektriksel momenti anlatılır. Dielektrik, ana elektriksel özelliği bir elektrik alanında polarize olma yeteneği olan bir maddedir.
Dielektriklerin karakteristik bir özelliği, maddeyi oluşturan moleküllerde kuvvetli bir şekilde bağlanmış pozitif ve negatif yüklerin varlığıdır. Elektrik ve radyo mühendisliğinde kullanılan dielektrikler için mevcut bağlama türleri arasında en tipik olanı kovalent polar olmayan, kovalent polar veya homeopolar, iyonik veya heteropolar, verici-alıcıdır. Bağlantı kuvvetleri, bir maddenin yalnızca yapısını ve temel özelliklerini değil, aynı zamanda bir maddenin mikro veya makroskopik hacimlerinde düzensiz veya düzenli yönelimli elektrik momentlerinin varlığını da belirler.
Elektrik momenti, birbirinden belirli bir uzaklıkta bulunan, eşit büyüklükte ve zıt ± q işaretli iki elektrik yükü sisteminde görünür ve oran? = ql.
Böyle bir yük sistemine genellikle dipol denir ve bu yük sistemi tarafından oluşturulan bir moleküle dipol denir.
Kovalent bağ
atomlar moleküller halinde birleştiğinde ortaya çıkar, bunun sonucunda değerlik elektronları sosyalleşir ve dış elektron kabuğu kararlı bir duruma eklenir.
Polar olmayan kovalent bağa sahip moleküller, H2, O2, Cl2, C, S, Si, vb. gibi aynı ada sahip atomlar birleştirildiğinde ortaya çıkar. ve simetrik bir yapıya sahiptir. Pozitif ve negatif yük merkezlerinin çakışması sonucunda molekülün elektrik momenti sıfırdır, molekül polar değildir ve madde (dielektrik) polar değildir.
Değerlik elektron çiftlerinin, örneğin H2O, CH4, CH3Cl, vb. paylaşımı nedeniyle farklı atomlardan kovalent bağa sahip moleküller oluşursa, o zaman bir elektrik momentinin yokluğu veya varlığı atomların karşılıklı düzenlenmesine bağlı olacaktır. birbirine göre. Atomların simetrik bir dizilimi ve dolayısıyla yük merkezlerinin çakışması ile molekül polar olmayacaktır. Yük merkezlerinin belirli bir mesafede yer değiştirmesi nedeniyle asimetrik bir düzenleme ile bir elektrik momenti ortaya çıkar, moleküle polar denir ve madde (dielektrik) polardır. Polar olmayan ve polar moleküllerin yapısal modelleri aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Polar veya polar olmayan bir dielektrik olup olmadığına bakılmaksızın, moleküllerde bir elektrik momentinin varlığı, bir maddenin her mikroskobik hacminde içsel bir elektrik alanının ortaya çıkmasına neden olur. Moleküllerin elektriksel momentlerinin karşılıklı kompanzasyonlarından dolayı kaotik bir yönelimi ile, dielektrikteki toplam elektrik alanı sıfırdır. Moleküllerin elektrik momentleri ağırlıklı olarak bir yöne yönlendirilirse, maddenin tüm hacminde elektrik alanı ortaya çıkar.
Bu fenomen, özellikle ferroelektriklerde, kendiliğinden (kendiliğinden) polarizasyona sahip maddelerde gözlenir.
İyonik ve verici-alıcı bağlar
farklı atomlardan bir madde oluştuğunda ortaya çıkar. Bu durumda, bir kimyasal elementin atomu vazgeçer ve diğeri bir elektron bağlar veya yakalar. Sonuç olarak, aralarında bir elektrik momentinin ortaya çıktığı iki iyon oluşur.
Böylece, moleküllerin yapısına göre dielektrikler üç gruba ayrılabilir:
- moleküllerinin elektrik momenti sıfıra eşit olan polar olmayan dielektrikler;
- moleküllerinin elektrik momenti sıfır olmayan polar dielektrikler;
- maddeyi oluşturan kimyasal elementlerin iyonları arasında bir elektrik momentinin meydana geldiği iyonik dielektrikler.
Dielektriklerde elektriksel anların varlığı, oluşum nedenlerinden bağımsız olarak, ana özelliklerini belirler - bir elektrik alanında polarize olma yeteneği.