اندازه گیری ضریب دی الکتریک: هر ماده دارای یک مجموعه ویژگی های منحصر به فرد الکتریکی است که وابسته به خواص دی الکتریک آن است.طراحی های مهندسان بطور قابل توجهی تحت تاثیر اندازهگیری دقیق این مشخصات ماده می باشد.
اندازه گیری ضریب دی الکتریک: هر ماده دارای یک مجموعه ویژگی های منحصر به فرد الکتریکی است که وابسته به خواص دی الکتریک آن است.طراحی های مهندسان بطور قابل توجهی تحت تاثیر اندازهگیری دقیق این مشخصات ماده می باشد.
در این مقاله قصد داریم تا با زبانی ساده به بررسی مواد دی الکتریک و چگونگی تاثیر آنها در افزایش ظرفیت خازنها بپردازیم. همچنین به بحث قطبیشدگی مواد
واحد های معمول گذردهی دی الکتریک یا ثابت دی الکتریک برای مواد رایج عبارتند از: خلاء خالص= 1.0000، هوا= 1.0006، کاغذ= 2.5 تا 3.5، شیشه= 3 تا 10، میکا= 5 تا 7، چوب، 3 تا 8، پودر اکسید فلز= 6 تا 20.
برای درک ثابت دی الکتریک، آموزنده است که بفهمیم دی الکتریک چیست. دی الکتریک ماده ای است که با اعمال میدان الکتریکی در سراسر آن قطبی می شود. به عبارت ساده، به دلیل این قطبش، بارهای مثبت در همان جهت میدان الکتریکی و بارهای
میزان افزایش ظرفیت متناسب با ضریب ثابت دی الکتریک (k) است و معادله ظرفیت جدید برابر است با : انرژی خازن با شارژ شدن خازن به وسیله یک باتری یا مولد بارالکتریکی و در نتیجه انرژی الکتریکی در آن
با شارژ کردن دی الکتریک، انرژی الکتریکی در آن ذخیره می شود و در صورت نیاز به نیرو الکتریسیته می توان از آن به عنوان منبع تغذیه استفاده نمود.
K در رابطه بالا ثابت دیالکتریک است که متناسب با جنس دیالکتریک استفاده شده در خازن است، مثلا به ازای هوا و خلا تقریبا برابر یک است و به ازای آب k = 80 است. انرژی ذخیره شده در خازن
عاملی که ماده دیالکتریک یا عایق باعث افزایش ظرفیت خازن نسبت به هوا میشود به عنوان ثابت دیالکتریک شناخته میشود، k و ماده دیالکتریک با ثابت دیالکتریک بالا عایق بهتری نسبت به ماده دی
وی افزود: از آنجایی که انرژی ذخیره شده در یک خازن دی الکتریک به میزان پلاریزاسیون مربوط میشود، کلید دستیابی به چگالی انرژی بالا اعمال میدان الکتریکی تا حد امکان به یک ماده با ثابت دی الکتریک بالا است.
توجه کنید که ثابت دیالکتریک هوا بسیار به ثابت دیالکتریک خلا نزدیک است اما تفاوت آنها در این است که اگر میدان الکتریکی (برای خازن مسطح E = V / d E=V/d E = V / d) خیلی بزرگ شود، هوا به رسانا تبدیل میشود. همچنین در جدول فوق قدرت
واحدهای معمول گذردهی دیالکتریک، ε یا ثابت دیالکتریک برای مواد رایج عبارتاند از: خلاء خالص = ۱.۰۰۰۰، هوا = ۱.۰۰۰۶، کاغذ = ۲.۵ تا ۳.۵، شیشه = ۳ تا ۱۰، میکا = ۵ تا ۷، چوب = ۳ تا ۸ و فلز Ox.
این انرژی ذخیره شده به صورت شارژ در دیالکتریک الکترولیت باقی میماند و زمانی که ابرخازن به یک بار اتصال یابد، همه انرژی ۲۲.۶۹ ژول آن به صورت جریان الکتریکی قابل استفاده خواهد بود.
هرچه ثابت دی الکتریک بزرگتر باشد میتواند بار بیشتری را ذخیره کند. پر کردن فضای بین صفحات خازن با دی الکتریک باعث افزایش ظرفیت توسط عامل ثابت دی الکتریک میشود و داریم C=KC0، در این رابطه C0
ثابت دیالکتریک خلاء برابر است با 1 و ثابت دیالکتریک سایر مواد نارسانا بزرگتر از 1 است. ثابت دیالکتریک گازها بسیار نزدیک به 1 است پس ثابت دیالکتریک هوا را با تقریب مناسبی 1 در نظر میگیریم.
خازن از دو صفحه فلزی جدا از هم تشکیل شده است که با هم تماس الکتریکی ندارند و با فاصله d از هم قرار گرفته اند و این فاصله با ماده دی الکتریک پر شده است که سطح مقطع هر کدام از صفحه های فلزی A است و Ɛ ضریب ماده دی الکتریک است و
مواد دی الکتریک پیشرفته: تلاش های تحقیقاتی بر روی توسعه مواد دی الکتریک جدید با ویژگی های مناسب برای کاربردهای خاص، از جمله مواد با ضریب نفوذ بالا برای ذخیره انرژی، مواد کم تلفات برای مخابرات و مواد قابل تنظیم برای
خازنها اجزای الکتریکیای هستند که توانایی ذخیره انرژی به صورت بار الکتریکی را دارند. این انرژی در یک میدان الکتریکی بین دو صفحهی هادی، که با یک ماده دیالکتریک (عایق) جدا شدهاند، ذخیره
دی الکتریک ماده اصلی در خازن است که به ذخیره انرژی الکتریکی کمک میکند. ثابت دی الکتریک مواد مختلف برابر با K ϵ 0 Kepsilon_{0} K ϵ 0 است که ϵ 0 epsilon_{0} ϵ 0 ثابت دی الکتریک هوا است.
ثابت دیالکتریک سرامیک بالا است، از این رو امکان ساخت خازنهای با ظرفیت زیاد در اندازه کوچک را در مقایسه با سایر خازنها به وجود آورده، در نتیجه ولتاژ کار آنها بالا خواهد بود. در خازن
عاملی که توسط آن ماده دیالکتریک یا عایق باعث افزایش ظرفیت خازن در مقایسه با هوا میشود، به عنوان ثابت دیالکتریک (k) شناخته میشود. «k» نسبت گذر دهی محیط دیالكتریك مورد استفاده به گذر دهی فضای آزاد (یا خلا) است.
با اتصال یک خازن به صورت موازی با یک مقاومت و یک led، خازن میتواند انرژی را ذخیره کرده و پس از قطع شدن باتری (توسط کلید) از این انرژی استفاده کند.این باعث میشود که led نور خود را به آرامی از دست بدهد.
دیالکتریک، یک عایق الکتریکی است که میتواند با اعمال میدان الکتریکی، قطبیده شود. دیالکتریک ایدهآل بار آزاد ندارد. هنگامیکه یک دیالکتریک در میدان الکتریکی خارجی قرار میگیرد، بارهای آزاد القائی که در هادیها به سوی سطح حرکت کرده و چگالی بار و میدان الکتریکی داخلی را صفر میکردند، دیگر وجود ندارند. اما چون دیالکتریک بار مقیّد دارد، نمیتوان نتیجه گرفت که تأثیری بر میدان الکتریکی قرارگرفته در آن ندارند. هادیها از اتمهایی با هسته بار مثبت، و پیرامون آن الکترونهایی با بار منفی، تشکیل شدهاند. اگرچه مولکولهای دیالکتر
انرژی تلف شده متناسب با از دست دادن دی الکتریک (ε'') و انرژی ذخیره شده با ثابت دی الکتریک (ε) است.
در این مطلب به بررسی مباحثی مانند دی الکتریک، ثابت دی الکتریک، تاثیر دی الکتریک بر روی یک خازن پرداختیم و نشان دادیم با قرار دادن دی الکتریک در بین صفحات یک خازن ظرفیت آن افزایش پیدا میکند.
اثر دی الکتریک روی صفحات خازن در هنگام ثابت نگهداشتن ولتاژ یا بار الکتریکی. قرار دادن دی الکتریک بین صفحات خازن در حالی که ولتاژ یا بار ثابت است همان اثری را دارد که نسبت بار به ولتاژ افزایش مییابد و در نهایت موجب
گذردهی یکی از مهمترین ویژگیهای دیالکتریکها و بیانگر توانایی دیالکتریک در ذخیرهسازی انرژی الکتریکی است.
در پایاننامه حاضر، عملکرد قطعه پیزوالکتریکی برداشتکننده انرژی برای تبدیل انرژی صوتی به انرژی الکتریکی بحث و شبیهسازی شده است. مواد پیزوالکتریک بطور ذاتی قادر هستند ارتعاشات محیط را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.
مواد دیالکتریک به موادی گفته میشود که در یک مدار الکتریکی در برابر عبور جریان الکتریکی مقاومت میکنند و توانایی ذخیرهسازی بارالکتریکی را دارند. هنگامی که یک ماده دیالکتریک در معرض یک میدان
خازن یکی از پرکاربردترین قطعات الکترونیکی است که توانایی ذخیره انرژی الکتریکی به صورت بار الکتریکی را دارد. خازن به انگلیسی capacitor تلفظ میشود که به معنای ذخیره کننده انرژی است .