اصل کار مواد دی الکتریک در خازن ها

خازن ها اجزای ضروری در دستگاه های الکترونیکی مدرن هستند و مواد دی الکتریک ، به عنوان بخش اصلی خازن ها ، مستقیماً عملکرد آنها را از طریق اصول کاری خود تعیین می کنند. بر اساس ویژگی های توزیع بارهای موجود در مواد دی الکتریک ، دی الکتریک را می توان به سه دسته طبقه بندی کرد: دی الکتریک غیر قطبی ، دی الکتریک قطبی و دی الکتریک یونی.
در دی الکتریک غیر قطبی ، مراکز بار مثبت و منفی در مولکول ها همزمان می شوند. در دی الکتریک قطبی ، مراکز بار مثبت و منفی در مولکول ها همزمان نیستند. از طرف دیگر دی الکتریک های یونی از یون های مثبت و منفی تشکیل شده اند ، که در آن مولکولهای فردی دیگر وجود ندارند و رسانه از یون ها تشکیل شده است. صرف نظر از نوع مواد دی الکتریک ، در صورت عدم وجود یک میدان الکتریکی خارجی ، به دلیل حرکت حرارتی نامنظم مولکول ها ، احتمال توزیع مولکولی از همه جهات برابر است و در نتیجه یک لحظه قطبی ماکروسکوپی صفر و حالت خنثی الکتریکی کلی است.
با این حال ، هنگامی که یک میدان الکتریکی خارجی اعمال می شود ، رفتار میکروسکوپی مواد دی الکتریک دچار تغییرات قابل توجهی می شود. تحت تأثیر میدان الکتریکی خارجی ، هر مولکول گشتاور را از میدان الکتریکی تجربه می کند و تمایل دارد با جهت میدان خارجی هماهنگ شود. با این حال ، با توجه به حرکت حرارتی مولکول ها و تعامل بین آنها ، مولکول ها نمی توانند به تراز کامل در طول میدان الکتریکی خارجی دست یابند. این ترتیب جزئی منجر به قطبش در مواد دی الکتریک می شود ، که ماکروسکوپی به عنوان بارهای محدود بر روی سطح دی الکتریک تجلی می یابد و از این طریق ویژگی های ذخیره انرژی خازن را تحت تأثیر قرار می دهد.
دی الکتریک های غیر قطبی در درجه اول از طریق قطبش جابجایی الکترونیکی به یک میدان الکتریکی خارجی پاسخ می دهند ، دی الکتریک های قطبی خصوصیات خود را از طریق قطبش جهت گیری نشان می دهند ، و دی الکتریک یونی قطبش جابجایی یونی را نشان می دهد. این مکانیسم های قطبی سازی به طور جمعی ثابت دی الکتریک مواد را تعیین می کنند ، که به نوبه خود بر مقدار خازن خازن تأثیر می گذارد.
درک اصل کار مواد دی الکتریک برای طراحی خازن و بهینه سازی عملکرد از اهمیت بالایی برخوردار است. با انتخاب مواد دی الکتریک مناسب ، چگالی ذخیره انرژی ، ویژگی های از دست دادن و پایداری دما خازن ها می تواند برای برآورده کردن نیازهای سناریوهای مختلف برنامه تنظیم شود. $ $