مقال عن العوازل. تجمع هذه المقالة موادًا من مجموعة متنوعة من البرامج التعليمية والكتب الخاصة بالهندسة الكهربائية. التركيب الجزيئي ، العزم الكهربائي للعوازل موصوفة. المادة العازلة هي مادة تتمثل خاصيتها الكهربائية الرئيسية في القدرة على الاستقطاب في مجال كهربائي.
السمة المميزة للعوازل الكهربائية هي وجود شحنة موجبة وسالبة مقترنة بقوة في الجزيئات التي تتكون منها المادة. من بين أنواع الترابط الحالية للعوازل الكهربائية المستخدمة في الهندسة الكهربائية والراديو ، الأكثر شيوعًا هي التساهمية غير القطبية أو التساهمية القطبية أو القطب المتماثل أو الأيونية أو غير المتجانسة ، المتبرع المتقبل. لا تحدد قوى الاتصال البنية والخصائص الأساسية للمادة فحسب ، بل تحدد أيضًا وجود لحظات كهربائية موجهة بشكل عشوائي أو منظم في الأحجام الدقيقة أو العيانية للمادة.
تظهر العزم الكهربائي في نظام من شحنتين كهربائيتين متساويتين في الحجم ومعاكسة في الإشارة ± q ، وتقع على مسافة معينة l من بعضهما البعض ، وتحددها النسبة؟ = ql.
عادةً ما يُطلق على نظام الشحنات هذا اسم ثنائي القطب ، ويسمى الجزيء الذي يتكون بواسطة نظام الشحنات هذا ثنائي القطب.
الرابطة التساهمية
ينشأ عندما تتحد الذرات في جزيئات ، ونتيجة لذلك يتم تكوين إلكترونات التكافؤ اجتماعيًا ويتم استكمال غلاف الإلكترون الخارجي في حالة مستقرة.
تنشأ الجزيئات ذات الرابطة التساهمية غير القطبية عندما تتحد الذرات التي تحمل الاسم نفسه ، مثل H2 ، و O2 ، و Cl2 ، و C ، و S ، و Si ، وما إلى ذلك. ولها هيكل متماثل. نتيجة لمصادفة مراكز الشحنات الموجبة والسالبة ، تكون العزم الكهربائي للجزيء صفراً ، والجزيء غير قطبي والمادة (العازلة) غير قطبية.
إذا تم تشكيل الجزيئات ذات الرابطة التساهمية من ذرات غير متشابهة بسبب مشاركة أزواج من إلكترونات التكافؤ ، على سبيل المثال ، H2O ، CH4 ، CH3Cl ، إلخ ، فإن غياب أو وجود لحظة كهربائية سيعتمد على الترتيب المتبادل للذرات بالنسبة لبعضها البعض. مع الترتيب المتماثل للذرات ، وبالتالي تزامن مراكز الشحنات ، سيكون الجزيء غير قطبي. مع ترتيب غير متماثل بسبب إزاحة مراكز الشحنات على مسافة معينة ، تنشأ لحظة كهربائية ، يسمى الجزيء قطبي والمادة (عازلة) قطبية. النماذج الهيكلية للجزيئات غير القطبية والقطبية موضحة في الشكل أدناه.
بغض النظر عما إذا كان عازلًا قطبيًا أم غير قطبي ، فإن وجود لحظة كهربائية في الجزيئات يؤدي إلى ظهور مجال كهربائي جوهري في كل حجم مجهري للمادة. مع التوجيه الفوضوي للحظات الكهربائية للجزيئات بسبب تعويضها المتبادل ، يكون إجمالي المجال الكهربائي في العازل صفرًا. إذا كانت اللحظات الكهربائية للجزيئات موجهة في الغالب في اتجاه واحد ، فإن المجال الكهربائي ينشأ في الحجم الكامل للمادة.
لوحظت هذه الظاهرة في المواد ذات الاستقطاب العفوي (العفوي) ، على وجه الخصوص ، في المواد الحديدية الكهربائية.
السندات الأيونية والمتبرع بها
تنشأ عندما تتكون مادة من ذرات على عكس الذرات. في هذه الحالة ، تستسلم ذرة عنصر كيميائي ، بينما يعلق الآخر إلكترونًا أو يلتقطه. نتيجة لذلك ، يتم تكوين أيونيين ، تنشأ بينهما لحظة كهربائية.
وبالتالي ، وفقًا لتركيب الجزيئات ، يمكن تقسيم المواد العازلة إلى ثلاث مجموعات:
- عوازل غير قطبية ، العزم الكهربائي لجزيئاتها يساوي صفرًا ؛
- العوازل القطبية ، العزم الكهربائي لجزيئاتها غير صفري ؛
- العوازل الأيونية ، حيث تحدث لحظة كهربائية بين أيونات العناصر الكيميائية التي تتكون منها المادة.
إن وجود اللحظات الكهربائية في العوازل ، بغض النظر عن أسباب حدوثها ، يحدد خاصيتها الرئيسية - القدرة على الاستقطاب في مجال كهربائي.
