Dielektriklərin polyarlaşması

Dielektriklərin polyarlaşması — elektrik sahəsinin təsiri altında dielektrikin əlaqəli elektrik yüklərinin sahə istiqamətində kiçik məsafələrə yerdəyişmə etməsidir.

Dielektriklər elektrik sahəsində

Dielektriklərə elektrik sahəsi ilə təsir etdikdə ,onlarda baş verən əsas fiziki proses dilektrlərin polyarlaşmasıdır.Polyarlaşma ilə əlaqədar yüklərin kiçik məsafələrə yerdəyişmə etməsi, yaxud da dipol molekulların sahə istiqamətində oriyentasiya olunmasıdır. Dielektriklərin polyarlaşması ilə əlaqədər proseslər barədə dielektrik nüfuzluğunun qiymətinə görə fikir söyləmək olar və əgər dilektriklərin polyarlaşması dielektrikin qızmasına səbəb olan enerji itkiləri ilə müşayət olunarsa, dielektrik itki bucağının qiymətinə görə fikir söyləmək olar.^[1]^[2] Texniki dielktriklərdə sərbəst yüklərin olmasına görə elektrik gərginliyi ilə təsir etdikdə onlarda çox kiçik qiymətə malik, dielektrik qlınlığından və onun səthindən keçən keçiricilik cərəyanı yaranır. Bu hadisə ilə əlaqədər olaraq dielktrik xüsusi həcmi keçiricilik və xüsusi səthi keçi-riciliklə xarakterizə olunur. Xüsusi həcmi və səthi müqavimətinin xüsusi həcmi səthi tərs qiymətinə uyğundur. İstənilən dielktrikin onun üçün xarakterik olan müəyyən şəraitdə işçi gərginliyinin məhdud qiyməti vardır.Bu gərginlikdən yüksək gərginliklərdə dielektrikin deşilmə hadisəsi baş verir,bu zaman izolzasiya xassələri təmamilə itir.

Dielektriklərin polyarizasiyası

Elektrik sahəsinin təsiri altında dielektrikin əlaqəli elektrik yükləri sahə istiqamətində kiçik məsafələrə yerdəyişmə edir. Müsbət yüklər sahə istiqamətində, mənfi yüklər isə sahəyə əks istiqamətdə yerdəyişmə edirlər. Elektrik sahəsi götürüldükdən sonra yüklər öz əvvəliki halına qayıdırlar. Dielektrikin əlaqəli elektrik yükləri dipollar olarsa, onda dielektrə elektrik sahəsi ilə təsir etdikdə dipollar sahə istiqamətində oriyentasiya olunurlar.sahə olmadıqda dipollar istilik hərəkəti nəticəsində nizamsız yerləşirlər Polyarızasiya nəticəsində dielektrikin səthində müxtəlif işarəli yüklər ya-ranır. Dielektrin səthində müxtəlif işarəli yüklər yaranır. Dielektrikin müsbət elektroda tərəf olan səthində mənfi yüklər,m ənfi elektroda tərəf olan səthində isə müsbət yüklər salınır.Üzərinə elektrodlar çəkilmiş istənilən dielktrikə elektrik sahəsinə qoşulduqda müəyyən tutuma malik kondesator kimi baxmaq olar

Dielektrinin polyarizasiyanın növləri.

Dielektrikin aqreqat halından və quruluşundan asılı olaraq iki əsas növü var:

Polyarizasiyanın birinci növü elektrik sahəsinin təsiri altında dielektrikdə ani olaraq, elastiki enerji səpələnməsi daha doğrusu istilik ayrılmadan baş verən polyarizasiya aiddir.Bu növ polyarizasiya elastiki polyarizasiya adlanır.

Polyarizasiyanın ikinci növü isə ani olaraq baş vermir, yavaş-yavaş yaranır.dielektrikdə enerji səpələnmələri, yəni onun qızması ilə müşaiət olunur.Bu növ polyarizasiya realksasiya polyarizsiyası adlanır.

Elastiki polyarizasiya ani bir müddətdə t (saniyə),tətbiq olunmuş gərginliyin yarım-perioddan çox kiçik bir müddətdə baş verir.Ona görə də belə polyarizasiya dielekt-rikdə ancaq reaktiv cərəyan yaradir.Belə polyarizasiyaya elektron və elastiki ion polyarizasiyaları aiddir. Yerdə qalan mexanizmlər relaksasiya polyarizsiyalarına aiddir.

Qeyr-elastiki (relaksasiya)polyarizasiya tətbiq olunmuş gərginliyin yerımperiodu ilə ölçülən bir müddətdə baş verir. Dielektrikdən hazırlanmış kondensatorun tutumunun qiyməti və onda topla-nan,elektrik yükü polyarizasiyanın müxtəlif mexanizmlərinin cəmi ilə müəyyən olunur. Onlar müxtəlif dielektriklərdə müşahidə oluna bilər, eyni bir materialda bir neçə mexanizm ola bilər Hissəciyin polyarlaşması teperaturdan asılı deyil, lakin temperatur yüksəldikcə dielektrikin istidən genişlənməsi və vahid həcmdəki hisəciklərin sayının azalması səbəbindən maddənin elektron polyarizasiyası zəifləyir.Elektron polyarizasiyasına malik dielektrikin ancaq onun sıxlığının dəyişməsi ilə əlaqədardır. Qeyd etdiyimiz ki-mi elektron polyarizasiyası bütün dielektriklərdə müşahidə olunur və enerji itkiləri ilə müşayət olunur. Qeyd etmək lazımdır ki, təmiz elektron polyarizasiyalı maddələr dielektrik nüfuzlu-ğunun qiyməti ədədi qiymətcə işığı sndırma əmsalının kvadratına bərabərdir. Ancaq elektrik polyarizsiyasına malik dielektriklər qeyri-polyar dielektriklər adlanbır. Qeyri-polyar dielektrikləri müsbət və mənfi yüklərin ağırlıq mərkəzləri üst-üstə düşür. Ona görə də belə molekullar qeyri-polyardır. Qeyri-polyar dielektriklərə misal olaraq qazlar-helium, hidrogen, azot, metan; mayelər-benzol, tetra form, bərk dielektriklər-almaz, polietilen, parafin və s. misal göstərmək olar.

İon polyarizasiyası

İon quruluşu bərk dielektriklər üçün xarakterikdir və elastiki bağlı ionlar yerdəyişməsi ilə əlaqədardır.Bu növ polyarizasiya əsasən baş müsbət və mənfi ion-lardan ibarət kristal dielektriklərdə hallanan qələvi kristallada, slyudada, keramikada baş verir. Elektrik sahəsində belə dielektriklər hər bir ionda elektron buludunun yerdəyişməsi elektrik polyarizasiyası baş verir. Yəni elastiki ion polyarizasiya yaranır. Bu yerdəyişmə nəticəsində elektrik momenti m0 yaranır. Teperatur yüksəldikcə istidən genişlənmə zamanı ionlar arasındaki məsafə böyüdüyünə görə ionlar arasındaki elastiki qüvvə zəifləyir.nəticədə elektrik sahəsində elastiki bağlı ionlarrın yerdəyişməsi güclənir və bu da dielektrik nüfuzluğunun artmasına səbəb olur. Beləliklə, temperatur yüksəldikcə ion kristalların dielektrik nüfuzluğu artır.

Dipol-relaksasiya polyarizasiyası

Elektron və ion polyarizasiyalarından fərqlənir ki bu polyarizasiya hissəciklərin isti-lik hərəkəti ilə əlaqədardır.Dipol molekulları xaotik istilik hərəkətində olur-lar,sahənin təsiri altında qismən oriyentasiya olunurlar və beləliklə polyarizasiya prosesi baş verir. Polyar dielektriklər müsbət mənfi yüklərin ağırlıq mərkəzləri üst-üstə düşməyən polyar molekullardan təşkil olunmuşdur.^[3] Elektrik sahəsində bütöv molekulun yönəlməsi özülün böyük olmayan polyar qaz və maye halında olan dielktriklərdə müşahidə olunur.Dipol-relaksasiya polyarizasi-yası o vaxt mümkün olur ki, molekulyar qüvvələr dipollara sahə istiqamətində yönəlməyə mane olmur ^[4] Temperatur yüksəldikcə molekulyar qüvvələr zəifləyir,bu da öz növbəsində dipol-relaksasiya polyarizasiyasını gücləndirməlidir; lakin eyni zamanda molekulun istilik hərəkətinin enerjisi artır ki, bu da sahənin oriyentasiya edici təsirini azal-dır.Bununhlqa əlaqədar olaraq temperatur yüksəldikcə əvvəlcə molekulyar qüvvələrin zəifləməsi xaotik istilik hərəkətinin artmasına nəzərən güçlü olur.Ona görə də tempratur yüksəldikcə dipol-relaksasiya polyarizasiyasının qiyməti əvvəlcə artır.Sonra xaotik istilik hərəkəti daha intensiv olur və temperatur artıqca dipol-relakssasiya polyarizasiyasının qiyməti aşağı düşür. ^[5]

İon-relaksasiya polyarizasiyası

Qeyri- üzvi şüşədə və bağlı ionlara malik bəzi qeyri-üzvi ion kristallarında müşahidə olunur.

Elektron-relaksasiya polyarizasiyası

Elektron və ion polyarizsiyasından fərqlənir İstilik enerjisi ilə təsirlənən “defekt” elektronların yaxud da “deşiklərin” hesabına yaranır.

Xarici keçidlər

Electromagnetism – A chapter from an online textbook
Dielectric Sphere in an Electric Field Arxivləşdirilib 2007-01-16 at the Wayback Machine
DoITPoMS Teaching and Learning Package "Dielectric Materials"

İstinadlar

↑ "Dielectric, insulating material or a very poor conductor of electric current. When dielectrics are placed in an electric field, practically no current flows in them because, unlike metals, they have no loosely bound, or free, electrons that may drift through the material."
↑ "Dielectric". 2021-04-27 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2018-10-04.
↑ "Arxivlənmiş surət". 2022-04-08 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2018-10-04.
↑ Giere, A.; Zheng, Y.; Maune, H.; Sazegar, M.; Paul, F.; Zhou, X.; Binder, J. R.; Muller, S.; Jakoby, R. (2008). "Tunable dielectrics for microwave applications". 2008 17th IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics. p. 1.
↑ If a dielectric is composed of weakly bonded molecules, those molecules not only become polarized, but also reorient so that their symmetry axes align to the field

[1] "Dielectric, insulating material or a very poor conductor of electric current. When dielectrics are placed in an electric field, practically no current flows in them because, unlike metals, they have no loosely bound, or free, electrons that may drift through the material."

[2] "Dielectric". 2021-04-27 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2018-10-04.

[3] "Arxivlənmiş surət". 2022-04-08 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2018-10-04.

[4] Giere, A.; Zheng, Y.; Maune, H.; Sazegar, M.; Paul, F.; Zhou, X.; Binder, J. R.; Muller, S.; Jakoby, R. (2008). "Tunable dielectrics for microwave applications". 2008 17th IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics. p. 1.

[5] If a dielectric is composed of weakly bonded molecules, those molecules not only become polarized, but also reorient so that their symmetry axes align to the field

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]