Dielektrikák, molekulaszerkezet, elektromos nyomaték

Tartalomjegyzék:

Dielektrikák, molekulaszerkezet, elektromos nyomaték
Dielektrikák, molekulaszerkezet, elektromos nyomaték
Anonim

Cikk a dielektrikáról. Ez a cikk különféle villamosmérnöki oktatóanyagok és könyvek anyagait gyűjti össze. Leírják a dielektrikumok molekulaszerkezetét, elektromos nyomatékát. A dielektrikum olyan anyag, amelynek fő elektromos tulajdonsága az elektromos térben való polarizáció képessége.

A dielektrikumok jellemző jellemzője, hogy erősen összekapcsolt pozitív és negatív töltések vannak jelen az anyagot alkotó molekulákban. A villamos- és rádiózástechnikában használt dielektrikumok meglévő kötési típusai közül a legjellemzőbbek a kovalens nem poláris, kovalens poláris vagy homeopoláris, ionos vagy heteropoláris, donor-akceptorok. A kapcsolódási erők nemcsak az anyag szerkezetét és alapvető tulajdonságait határozzák meg, hanem azt is, hogy az anyag mikro- vagy makroszkopikus térfogataiban kaotikusan vagy rendezett irányú elektromos nyomatékok vannak jelen.

Az elektromos momentum két egyenlő nagyságú és ellentétes elektromos töltésű rendszerben jelenik meg ± q előjelben, egymástól bizonyos l távolságra, és az arány határozza meg? = ql.

Az ilyen töltésrendszert általában dipólusnak, az e töltésrendszer által alkotott molekulát pedig dipólusnak nevezik.

Kovalens kötés

akkor keletkezik, amikor az atomok molekulákká egyesülnek, ennek eredményeképpen a vegyértékelektronok szocializálódnak, és a külső elektronhéj stabil állapotba kerül.

Kovalens, nem poláris kötéssel rendelkező molekulák akkor keletkeznek, ha az azonos nevű atomokat, például H2, O2, Cl2, C, S, Si stb. és szimmetrikus szerkezetűek. A pozitív és negatív töltések középpontjának egybeesése következtében a molekula elektromos nyomatéka nulla, a molekula nem poláris és az anyag (dielektromos) nem poláris.

Ha kovalens kötéssel rendelkező molekulák különböző atomokból képződnek a vegyérték -elektronpárok, például H2O, CH4, CH3Cl stb. Megosztása miatt, akkor az elektromos momentum hiánya vagy jelenléte az atomok kölcsönös elrendezésétől függ egymáshoz képest. Az atomok szimmetrikus elrendezése és ezért a töltésközpontok egybeesése esetén a molekula nem poláris lesz. A töltések középpontjainak egy bizonyos távolságban történő elmozdulása miatt kialakuló aszimmetrikus elrendezés esetén elektromos momentum keletkezik, a molekulát polárisnak, az anyagot (dielektrikum) pedig polárisnak nevezik. A nem poláris és poláris molekulák szerkezeti modelljeit az alábbi ábra mutatja.

Nem poláris és poláris molekulák szerkezeti modelljei
Nem poláris és poláris molekulák szerkezeti modelljei

Függetlenül attól, hogy poláris vagy nem poláris dielektrikumról van szó, az elektromos pillanat jelenléte a molekulákban belső elektromos tér megjelenéséhez vezet az anyag minden mikroszkopikus térfogatában. A molekulák elektromos nyomatékainak kaotikus orientációjával, kölcsönös kompenzációjuk miatt a dielektromos teljes elektromos mező nulla. Ha a molekulák elektromos nyomatékai túlnyomórészt egy irányba vannak irányítva, akkor az elektromos tér az anyag teljes térfogatában keletkezik.

Ez a jelenség a spontán (spontán) polarizációjú anyagokban figyelhető meg, különösen a ferroelektromos rendszerekben.

Ion és donor-akceptor kötések

akkor keletkeznek, amikor egy anyag különböző atomokból képződik. Ebben az esetben az egyik kémiai elem atomja feladja, a másik pedig elektronot köt vagy rögzít. Ennek eredményeként két ion keletkezik, amelyek között elektromos nyomaték keletkezik.

Így a molekulák szerkezete szerint a dielektrikumok három csoportra oszthatók:

  • nem poláris dielektrikumok, amelyek molekuláinak elektromos nyomatéka nulla;
  • poláris dielektrikumok, amelyek molekuláinak elektromos nyomatéka nem nulla;
  • ionos dielektrikumok, amelyekben elektromos nyomaték lép fel az anyagot alkotó kémiai elemek ionjai között.

Az elektromos momentumok jelenléte a dielektrikákban, függetlenül azok előfordulásának okaitól, meghatározza fő tulajdonságukat - az elektromos térben való polarizáció képességét.

Ajánlott: